浙江大学化工原理(过程工程与控制乙)实验报告 吸收实验

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1、过程工程原理实验（乙）吴钰龙3071102691专业：高分子姓名：_吴钰龙学号：3071102691日期：2009.10.23地点：教十2210实验报告课程名称：过程工程原理实验（乙）指导老师：成绩：__________________实验名称：吸收实验实验类型：工程实验同组学生姓名：_张子宽、王浩、张宇一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得填料塔吸收操作及体积吸收系数测定1实验目的：1.1了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作；1.2观察填料塔的液泛

2、现象，测定泛点空气塔气速；1.3测定填料层压降∆p与空塔气速u的关系曲线；1.4测定含氨空气—水系统的体积吸收系数Kya。2实验装置：2.1本实验的装置流程图如图1：图1.装置图6吸收实验过程工程原理实验（乙）吴钰龙30711026912.2物系：水—空气—氨气。惰性气体由漩涡气泵提供,氨气由液氮钢瓶提供，吸收剂水采用自来水，他们的流量分别通过转子流量计。水从塔顶喷淋至调料层与自下而上的含氮空气进行吸收过程，溶液由塔底经过液封管流出塔外，塔底有液相取样口，经吸收后的尾气由塔顶排至室外，自塔顶引出适量尾气，用化学分析法对其进行组成分析。3基本原理：3.1实验中气体流量由转子

3、流量计测量。但由于实验测量条件与转子流量计标定条件不一定相同，故转子流量计的读数值必须进行校正。校正方法如下：Q=QNρ0P0T/ρPT0（2）式中：ρ0—标定状况下空气的密度，1.205kg/m3；ρ—被测气体在标定状况下下的密度，kg/m3；P0、T0—标定的空气状况，P0=1.013×105Pa，T0=293K；P、T—实际测量时候被测气体的绝对压强、绝对温度，Pa，K。3.2体积吸收系数KYa的测定3.2.1相平衡常数m对相平衡关系遵循亨利定律的物系（一般指低浓度气体），气液平衡关系为：y*=mx（3）相平衡常数m与系统总压P和亨利系数E的关系如下：m=EP（4）

4、式中：E—亨利系数，PaP—系统总压（实验中取塔内平均压力），Pa亨利系数E与温度T的关系为：lgE=11.468-1922/T（5）式中：T—液相温度（实验中取塔底液相温度），K。根据实验中所测的塔顶表压及塔顶塔底压差△p，即可求得塔内平均压力P。根据实验中所测的塔底液相温度T，利用式（4）、（5）便可求得相平衡常数m。3.2.2体积吸收常数KYa体积吸收常数KYa是反映填料塔性能的主要参数之一，其值也是设计填料塔的重要依据。本实验属于低浓气体吸收，近似取Y≈y、X≈x。吸收速率方程为：GA=KYa·Ω·h·∆Ym则KYa=GAΩ·h·ΔYm（6）式中：KYa—气相体积

5、吸收系数，kmol/m3·h；a—单位体积填料层所提供的有效接触面积，m2/m3；GA—单位时间内氨气的吸收量，kmol/h；Ω—塔截面积，m2；h—填料层高度，m；∆Ym—吸收推动力，气相对数平均浓度差。为求得KYa，需求取GA及ΔYm。3.2.3被吸收的氨气量GA,可由物料衡算GA=VY1-Y2=L(X1-X2)（7）式中：V—惰性气体空气的流量，kmol/h；6吸收实验过程工程原理实验（乙）吴钰龙3071102691Y1—进塔气相的组成，比摩尔分率，kmol（A）/kmol（B）；Y2—出塔气相（尾气）的组成，比摩尔分率，kmol（A）/kmol（B）；X1—出塔液

6、相组成，比摩尔分率，kmol（A）/kmol（B）；X2=0；L—吸收剂水的流量，kmol/h。3.2.3.1进塔气相浓度Y1的确定Y1=VAV（8）式中：VA—氨气的流量，kmol/h。根据转子流量计测取得空气和氨气的体积流量和实际测量状态（压力、温度）。应对其刻度流量进行校正而得到实际体积流量，再由气体状态方程得到空气和氨气的摩尔流量，并由式（8）即可求取进塔气相浓度Y1。3.2.3.2出塔气相（尾气）的组成Y2的确定用移液管移取体积为Vaml、浓度为Mamol/l的标准硫酸溶液置于吸收瓶中，加入适量的水及2-3滴百里酚兰（指示剂），将吸收瓶连接在抽样尾气管线上（如装

7、置图）。当吸收塔操作稳定时，尾气通过吸收瓶后尾气中的氨气被硫酸吸收，其余空气通过湿式流量计计量。为使所取尾气能反映塔内实际情况，在取样分析前应使取样管尾气保持畅通，然后改变三通旋塞流动方向，使尾气通过吸收瓶。Y2=nNH3/nair（9）式中：nNH3—氨气的摩尔数，mol；nair—空气的摩尔数，mol。尾气样品中氨的摩尔数nNH3可用下列方式之一测得：(i)若尾气通入吸收瓶吸收至终点（瓶内溶液颜色由黄棕色变至黄绿色），则nNH3=2Va·Ma×10-3mol（10）(ii)若通入吸收瓶中的尾气已过量（瓶中溶液颜色呈蓝色），