吸收实验实验报告
广 西 大 学 实 验 报 告 姓名 院 专业 班 年 月 日实验内容 指导教师 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1.02，当喷淋量为L1时，为一折线，若喷淋量越大，折线位置越向左移动，图中L2L1。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m2H填料层高度mYm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/hL吸收剂（水）的流量kmolH20/hY1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/hV02空气换算为标态下的流量m3/h0.98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/hT。，P。标准状态下氨气的温度K和压强mmHgT1，P1氨气流量计上标明的温度K和压强mmHgT2，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）标准状态下空气的密度（=1.293kg/m3）对空气： （6）式中：V2空气流量计读数m3/hT。，P。标准状态下空气的温度K和压强mmHgT3，P3空气流量计上标明的温度K和压强mmHgT4，P4实验所用空气的温度K和压强mmHgY1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H2SO4VSml，把塔顶尾气通入吸收瓶中。设从吸收瓶出口的空气体积为V4ml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：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mmHgT5，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X1Y*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VNml，用浓度为NS的H2SO4来滴定，中和后用量为VSml，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2-2-7-1t（）01020253040E（大气压）0.2930.5020.7780.9471.251.94或用下式计算： （13）4、塔顶的X2Y2*的确定因用水为吸收剂，故X2=0 ，所以Y2*=05、 吸收平均推动力Ym （14）6、 吸收效率 （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600700（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23，表压计10和流量计12分别测量温度、压力和流量后到达混合管与氨气混合，后被送进吸收塔13的下部，通过填料层缝隙向上流动。吸收剂（水）由阀16调节，经流量计17测定流量后从塔顶喷洒而下。在填料层内，下流的水滴与上流的混合气接触，氨被水吸收变氨水从塔底排出，氨水温度由温度计23测定，塔顶表压和填料层压降由压差计14和15测定。从塔顶排出含有微量氨的空气成为尾气从阀18排出大气中，分析尾气含氨量是用旋塞19取样，先从三角瓶20除去水分，后经吸收瓶21分析氨，气量计22计量取出空气量。五、实验方法：（一）测压降与空塔气速步骤1、测定干塔压降（1）打开旁路阀8，关闭空气流量调节阀11，启动风机7，慢慢打开阀11使风量由零至最大，同时观察压差计15的读数变化。（2）从流量计12的量程范围拟定68组读数。调节风量由大至小，同时读取空气流量及塔压降值。2、测定湿塔压降（1）把风量开至最大，慢慢打开阀16使水从塔顶喷淋而下，观察填料层上的液泛情况及压差计15的读数变化。（2）调节风量水量使液泛层高度2030mm左右，记下水流量及压差计读数。（3）保持水量不变，调节风量由大至小，测取68组风量及塔压降读数。最后，读取气温、水温及填料层高度，记下塔内径数值。（二）测吸收系数步骤1、全开旁路阀8，关闭空气流量调节阀11，启动风机7，慢慢打开阀11使风量由零至最大，同时观察压差计15的读数变化。2、在吸收瓶内置入已知浓度的H2SO41ml及2滴甲基红，加适量蒸馏水摇匀后装于尾气分析管路上。关闭取样旋塞19，记下湿式气量计原始读数。3、将水流量计17及空气流量计12（采用旁路调节法）调到指定读数。4、关闭氨气缓冲罐上的氨气流量调节阀4，松开减压阀旋钮，打开氨瓶上的总阀，然后，慢慢拧紧减压阀旋钮把氨气引进缓冲罐3，待罐上压力表读数达0.05MP左右时，停止转动减压阀旋钮，慢慢打开调节阀4，把氨气送进混合管。5、待塔的操作稳定后（不液泛，不干塔，各仪表读数稳定），记录各仪表读数，同时进行塔顶尾气分析。6、尾气分析方法是打开取样旋塞19，使尾气成泡状通过吸收瓶液层，至瓶内液体的红色变淡黄色为止，即关闭旋塞，记下气量计读数。（8分）7、保持空气和水流量不变，改变氨气流量，重复上述操作一次。8、实验完毕，先关氨瓶上的总阀，待氨气缓冲罐上压力表读数为0后，再关闭氨气缓冲罐上的氨气流量调节阀4，然后，全开旁路阀8，同时关闭空气流量调节阀11，最后停风机和关水阀，清洗吸收瓶。1、氨瓶 2、减压阀 3、氨缓冲罐 4、氨气调节阀 5、氨表压计 6、氨转子流量计 7、叶氏风机 8、空气旁路阀 9、空气缓冲罐 10、空气表压计 11、空气调节阀 12、空气转子流量计 13、吸收塔 14、塔顶表压计 15、塔压降压差计 16、水调节阀 17、水转子流量计 18、尾气调节阀 19、取样旋塞 20、分离水三角瓶 21、吸收瓶 22、湿式气量计 23、温度计图2-2-7-3 吸收装置流程图六、原始数据记录表：（见下页）七、数据处理表：0.3670.3679.4609.4410.1940.1945819.30813723.3710.03800.03810.00003340.00001420.003050.002041.2321.2340.001930.001280.005160.0046899.912%99.963%501.128554.1920.01690.0170八、举例计算：以第一组数据为例计算：因、，所以因、，所以又，所以同理，课求得其它组数据。九、讨论：
