化工原理实验报告吸收实验.doc

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1、吸收实验一、实验名称：吸收实验二、实验目的：1.学习填料塔的操作；2.测定填料塔体积吸收系数KYa.三、实验原理：对填料吸收塔的要求，既希望它的传质效率高，又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的，故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。（一）、空塔气速与填料层压降关系气体通过填料层压降△P与填料特性及气、液流量大小等有关，常通过实验测定。若以空塔气速[m/s]为横坐标，单位填料层压降[mmH20/m]为纵坐标，在双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。当液体喷淋量L0=0时，可知~关系为一直线，其斜率约1.0—2，当喷淋量为L1时，~为一折线，若

2、喷淋量越大，折线位置越向左移动，图中L2＞L1。每条折线分为三个区段，值较小时为恒持液区，~关系曲线斜率与干塔的相同。值为中间时叫截液区，~曲线斜率大于2，持液区与截液区之间的转折点叫截点A。值较大时叫液泛区，~曲线斜率大于10，截液区与液泛区之间的转折点叫泛点B。在液泛区塔已无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间，此时塔效率最高。图2-2-7-1填料塔层的~关系图图2-2-7-2吸收塔物料衡算（二）、吸收系数与吸收效率本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨，氨易溶于水，故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小，则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合

3、亨利定律，吸收平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。其吸收速率方程可用下式表示：（1）式中：NA——被吸收的氨量[kmolNH3/h]；——塔的截面积[m2]H——填料层高度[m]Ym——气相对数平均推动力KYa——气相体积吸收系数[kmolNH3/m3·h]被吸收氨量的计算，对全塔进行物料衡算（见图2-2-7-2）：（2）式中：V——空气的流量[kmol空气/h]L——吸收剂（水）的流量[kmolH20/h]Y1——塔底气相浓度[kmolNH3/kmol空气]Y2——塔顶气相浓度[kmolNH3/kmol空气]X1，X2——分别为塔底、塔顶液相浓度[

4、kmolNH3/kmolH20]由式（1）和式（2）联解得：（3）为求得KYa必须先求出Y1、Y2和Ym之值。1、Y1值的计算：（4）式中：V01——氨气换算为标态下的流量[m3/h]V02——空气换算为标态下的流量[m3/h]0.98——氨气中含纯NH3分数对氨气：（5）式中：V1——氯气流量计上的读数[m3/h]T。，P。——标准状态下氨气的温度[K]和压强[mmHg]T1，P1——氨气流量计上标明的温度[K]和压强[mmHg]T2，P2——实验所用氨气的温度[K]和压强[mmHg]——标准状态下氨气的密度（=0.769kg/m3）——标准状态下空气

5、的密度（=1.293kg/m3）对空气：（6）式中：V2——空气流量计读数[m3/h]T。，P。——标准状态下空气的温度[K]和压强[mmHg]T3，P3——空气流量计上标明的温度[K]和压强[mmHg]T4，P4——实验所用空气的温度[K]和压强[mmHg]Y1也可用取样分析法确定（略）。2、Y2值分析计算在吸收瓶内注入浓度为NS的H2SO4VS[ml]，把塔顶尾气通入吸收瓶中。设从吸收瓶出口的空气体积为V4[ml]时瓶内H2SO4Vs即被NH3中和完毕，那么进入吸收瓶的NH3体积Vo3可用下式计算：（7）通过吸收瓶空气化为标准状态体积为：（8）式中：

6、V4——通过吸收瓶空气体积[ml]，由湿式气量计读取T。，P。——标准状态下空气的温度[K]和压强[mmHg]T5，P5——通过吸收瓶后空气的温度[K]和压强[mmHg]故塔顶气相浓度为：（9）3、塔底X1~Y*1的确定由式（2）知：，若X2=0，则得：（10）X1值亦可从塔底取氨水分析而得。设取氨水VN`[ml]，用浓度为NS`的H2SO4来滴定，中和后用量为VS`[ml]，则：（11）又根据亨利定律知，与塔底X1成平衡的气相浓度Y1*为：（12）式中：P——塔底操作压强绝对大气压（atm）E——亨利系数大气压，可查下表取得：液相浓度5%以下的E值表2

7、-2-7-1t（℃）01020253040E（大气压）0.2930.5020.7780.9471.251.94或用下式计算：（13）4、塔顶的X2~Y2*的确定因用水为吸收剂，故X2=0，所以Y2*=05、吸收平均推动力ΔYm（14）6、吸收效率η（15）四、实验流程简介：吸收装置如图2-2-7-3所示，塔径为110（mm），塔内填料有一套为塑料阶梯环，其它为瓷拉西环，均为乱堆。填料层高为600—700（mm）（请自量准确）。氨气由氨瓶1顶部针形阀放出，经减压阀2到达缓冲缺罐3，用阀4调节流量，经温度计23，表压计5和流量计6分别测量温度、压力和流量后到

8、达混合管。空气经风机7压送至缓冲罐9，由旁路阀8和调节阀11调节风量，经温度计2