实验8、吸收实验(氨-水)实验一

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1、实验8、吸收实验（氨-水）实验一一、实验原理1、填料塔流体力学特性：气体通过干填料层时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。在双对数坐标系中用压降对气速作图得到一条斜率为1.8~2的直线（图中aa线）。而有喷淋量时，在低气速下（C点以前）压降也比例于气速的1.8~2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。随气速增加，出现载点（图中c点），持液量开始增大，压降-气速线向上弯曲，斜率变大，（图中cd段）。到液泛点（图中d点）后在几乎不变的气速下，压降急剧上升。测定填料塔的压降和液泛速度，是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜制

2、作范围，选择合适的气液负荷。2、传质实验：填料塔与板式塔内气液两相的接触情况有着很大的不同。在板式塔中，两相接触在各块塔板上进行，因此接触是不连续的。但在填料塔中，两相接触是连续地在填料表面上进行，需计算的是完成一定吸收任务所需填料的高度。填料层高度计算方法有传质系数法、传质单元法以及等板高度法等。总体积传质系数KYa是单位填料体积、单位时间吸收的溶质量。它是反映填料吸收塔性能的主要参数，是设计填料高度的重要数据。本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨。混合气体中氨的浓度很低。吸收所得的溶液浓度也不高。气液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律（即平衡线在x

3、-y坐标系为直线）。故可用对数平均浓度差法计算填料层传质平均推动力，相应的传质速率方程式为：所以其中式中GA—单位时间内氨的吸收量[kmol/h]。KYa—总体积传质系数[kmol/m3·h]。Vp—填料层体积[m3]。△Ym—气相对数平均浓度差。Y1—气体进塔时的摩尔比。Ye1—与出塔液体相平衡的气相摩尔比。Y2—气体出塔时的摩尔比。Ye2—与进塔液体相平衡的气相摩尔比。3、计算方法、公式：（1）氨液相浓度小于5%时气液两相的平衡关系：温度[℃]：01020253040亨利系数E[atm]：0.2930.5020.7780.9471.2501.938（

4、2）总体积传质系数KYa及气相总传质单元高度Hog整理步骤a、标准状态下的空气流量V0：[m3/h]式中：V1——空气转子流量计示值[m3/h]T0、P0——标准状态下的空气的温度和压强T1、P1——标定状态下的空气的温度和压强T2、P2——使用状态下的空气的温度和压强b、标准状态下的氨气流量V0’[m3/h]式中：V1’——氨气转子流量计示值[m3/h]ρ01——标准状态下氨气的密度1.293[kg/m3]ρ02——标定状态下氨气的密度0.7810[kg/m3]如果氨气中纯氨为98%，则纯氨在标准状态下的流量V0’’为：V0’’=0.98*V0’c、惰

5、性气体的摩尔流量G：G=V0/22.4d、单位时间氨的吸收量GA：GA=G*(Y1-Y2)e、进气浓度Y1：f、尾气浓度Y2：式中：Ns——加入分析盒中的硫酸当量浓度[N]Vs——加入分析盒中的硫酸溶液体积[ml]V——湿式气体流量计所测得的空气体积[ml]T0——标准状态下的空气温度[K]T——空气流经湿式气体流量计时的温度[K]g、对数平均浓度差（ΔY）m：Ye2=0Ye1=mx1*P=大气压+塔顶表压+（填料层压差）/2m=E/Px1=GA/Ls式中：E——亨利常数Ls——单位时间喷淋水量[kmol/h]P——系统总压强h、气相总传质单元高度：式中

6、：G’——混合体气通过塔截面的摩尔流速二、实验设备流程设备参数：基本数据：塔径Φ0.10m，填料层高0.75m填料参数：12×12×1.3[mm]瓷拉西环，a1—403[m-1]，ε—0.764，a1/ε3—903[m-1]尾气分析所用硫酸体积：1ml，浓度：0.00968N上图是吸收实验装置界面，氨气钢瓶来的氨气经缓冲罐，转子流量计与从风机来经缓冲罐、转子流量计的空气汇合，进入吸收塔的底部，吸收剂（水）从吸收塔的上部进入，二者在吸收塔内逆向流动进行传质。从塔顶出来的尾气进到分析装置进行分析，分析装置由稳压瓶、吸收盒及湿式气体流量计组成。稳压瓶是防止压力

7、过高的装置，吸收盒内放置一定体积的稀硫酸作为吸收液，用甲基红作为指示剂，当吸收液到达终点时，指示剂由红色变为黄色。三、实验操作第一步：启动风机，开始送风点击电源开关的绿色按钮接通电源，就可以启动风机，并开始工作。第二步：调节空气流量，测量干塔压降调节空气流量。打开空气流量调节阀，调节空气流量。由于气体流量与气体状态有关，所以每个气体流量计前都有压差计（测表压）和温度计，和流量计共同使用，转换成标准状态下的流量进行计算和比较。将空气流量调节阀的开度调节到100，稍许等待，进行下一步。2、读取数据鼠标左键点击空气的转子流量计，读取空气的流量，如下图所示：鼠标

8、左键点击空气的压差计，读取空气的当前流量下的压差。鼠标左键点击空气缓冲罐上的温度