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化工原理吸收塔实验报告.docx

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文档介绍:化工原理吸收塔实验报告
篇一:化工原理实验报告_吸收
填料塔流体力学特性与吸收系数的测定
一、实验目的:
1.观察填料塔内气液两相流动情况和液泛现象
2.测定干、湿填料层压降,在双对数坐标纸上标绘出空塔气速与湿填料层压降的关系曲线。
3.了解填料吸收塔的流程及构造。
4.测定在一定条件下,用水吸收空气中氨的吸收系数。
二、实验原理:
填料塔压降和泛点与气、液相流量的关系是其主要的流体力学特性。吸收塔的压降与动力消耗密切相关,而根据泛点则可确定吸收塔的适宜气、液相流量。
气体通过填料塔时,由于存在形体及表皮阻力而产生压力降。无液体喷淋时,气体的压力降仅与气体的流速有关,在双对数坐标纸上压力降与空塔速度的关系为一直线,称为干填料压降曲线。当塔内有液体喷淋时,气体通过填料塔的压力降,不仅与气体流速有关,而且与液体的喷淋密度有关。在一定的喷淋密度下,随着气速增大,依次出现载点和泛点,相应地?P/Z?U曲线的斜率也依次增大,成为湿填料压降曲线。因为液体减小了空隙率,所以后者的绝对值和斜率都要比前者大。
吸收系数是吸收设备的主要性能参数,影响吸收系数的因素包括气体流速、液体喷淋密度、温度、填料的自由体积、比表面积以及气液两相的物化性质等。
本吸收实验以水为吸收剂,吸收空气-氨气体系中的氨。因为氨气为易溶气体,所以此吸收操作属气膜控制。吸收系数随着气速的增大而增大,但气速增大至某一数值时,会出现液泛现象,此时塔的正常操作将被破坏。
本实验所用的混合气中,氨气浓度很低,吸收所得的溶液浓度也不高。气液两相的平衡关系可认为符合亨利定律
Y
*
?mX

吸收过程的传质速率方程为:NA?KYa?V填?Ym吸收过程的物料衡算式为:NA?V?Y1?Y2?式中:
N――氨的吸收量,kmol/s
V――空气流量,kmol/s
Y1――塔底气相浓度,kmolNH3/kmolairY2――塔顶气相浓度,kmolNH3/kmolair
KYa――以气相摩尔比差为推动力的体积吸收系数,kmol/m
3
?s
本实验所用装置与流程如图1所示,清水的流量由转子流量计显示。空气和氨气的流量也分别由转子流量计显示,二者混合后再进入吸收塔,所以其中氨气的摩尔比可用下式计算得到:
1
Y1?
VNH3Vair
图1.填料吸收塔实验装置示意图
出口气体中氨气的浓度利用酸碱滴定的方法测定,其摩尔比可用下式计算
Y2?
(V?N)HClVair
?T0??T?1
?
?/22.4??
V为盐酸的体积(L),N为浓度(mol/L),Vair为湿式气体流量计的读数,T1为空气的温度。计算过程中需要根据亨利定律计算气体的平衡浓度,亨利常数可根据附录的水温关系表内插得到,以水温为基准。气体的总压取塔顶和塔低的平均值。
P?
VL
P1?P2

2
m?
*
EP
X1?
??Y1?Y2??X2Y1?mX1
*
X2?0Y2?mX
2
平均传质推动力为
?Ym?
?Y?Y???Y?Y?
Y?Yln
Y?Y*
*
1
*1*2
2
体积吸收系数为
KYa?
V?Y1?Y2???Z??Ym
2
主要技术数据
1#、2#塔
填料层高度:陶瓷拉西环填料为0.35米塔内径50mm3#、4#塔
塔内径100mm填料层高度塑料鲍尔环700mmS=0.00785m2

三、实验步骤
1.打开仪表开关,启动气泵。
2.调节空气流量8次,读取干填料时的塔顶、塔底压力。3.开启进水阀,水由塔顶进入塔内,将填料润湿。
4.当水流量为20L/h(1#、2#塔)或60L/h(3#、4#塔)时,由小到大改变空气流量6~8次,直至液泛现象发生,读取湿填料时的塔顶、塔底压力,记录下载点、液泛点时的空气流量。
1.用移液管量取一定量的已知浓度的盐酸溶液(0.5-1mol,0.008662mol/L),放入吸收盒,加入几滴(2-3)***橙作指示剂,再加蒸馏水至一定位置,连接好管路。
2.开启水流量调节阀,使填料充分润湿,将水流量调节至要求值(1#、2#塔:20L/h,3#、4#塔:60L/h)。
3.启动气泵,调节空气流量至规定值,调节氨气流量至规定值,待系统稳定后,慢慢打开吸收盒阀门,注意通过吸收盒的气速不易过快。
1#、2#塔
空气:2m3/h,氨气:75L/h空气:1.5m3/h,氨气:50L/h3#、4#塔
空气:10m3/h,氨气:250L/h
空气:14m3/h,氨气:350L/h
4.待***橙的颜色由橙色变为黄色时,实验结束,记录相关数据,洗净吸收盒。
注意事项:
1.氨气的实际流量=氨气流量计读数*4/3
2.亨利系数由吸收剂水的温度查表得到。
3.

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上传人:文秘资料站 2021/9/15 文件大小:43 KB

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