吸收氨水实验一.docx

1、吸收氨水实验一基本原理 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，在低气速时（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作范围，选择合适的气液负荷。2、传质实验： 填料塔与板式

2、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。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-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

3、： 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/m3h。 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。设备参数： 基本数据：塔径0.10m，填料层高0.75m 填料参数：12121.3mm瓷拉西环，a1403m-1，0.764，a1/3903m-1 尾气分析所用硫酸体积：1ml，浓度：0.00968N计算方法、原理、公式：（1）氨液相浓度小于5%时气液两相的平衡关系： 温度（）： 0 10 20 25 30 40 亨利系数E（大

4、气压）： 0.293 0.502 0.778 0.947 1.250 1.938 （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注意事项：建议的实验条件：1. 水流量：80 l/h 2. 空气流量：20立方米/小时 3. 氨气流量：0.5立方米/小时以上为建议实验条件，不一定非要采用，但总体上要注意气量和水量不要太大，氨气浓度不要过高，否则引起数据严重偏离。二实验操作设备参数：

5、基本数据：塔径0.10m，填料层高0.75m填料参数：12121.3mm瓷拉西环，a1403m-1，0.764，a1/3903m-1尾气分析所用硫酸体积：1ml，浓度：0.00968N装置图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。步骤1：点击

6、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。2.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。3. 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鼠标左键点击吸收塔两侧的压差计分别读取塔的压降和塔顶的压力，左边的压差计指示塔的压降，右边的压差计指示塔顶压力。冲罐上的温度计，读取温度：4. 鼠标左键点击实验主画面左边菜单中

7、的“数据处理”，可调出数据处理窗口，点击干塔数据页，按标准数据库操作方法在各项目栏中填入所读取的数据，也可以使用自动记录功能进行自动记录。5. 调节阀以改变空气流量，重复上述第2）3）步， 为了实验精度和回归曲线的需要至少应测量10组数据以上。注意：因为在干塔状态下压降很低，所以测量范围应尽量不要在流量较低的范围内进行。测量湿塔压降：1.干塔压降测量完毕后，在进水之前，应减少空气流量，因为如果空气流量很大，会引起强烈的液泛，有可能损坏填料。2. 打开水流量调节阀，调节进水的流量（建议80 l/h）。然后慢慢增大空气流量直到液泛，鼠标左键点击塔身可看到塔内的状况。液泛一段时间使填料表面充分润湿，

8、然后减小气量到较少的水平。3. 测量湿塔的压降与测量干塔的压降所读取的数据基本一致，参见“测量干塔压降”的“读取数据”，但只多了一项水的流量，点击水的转子流量计即可读取。 逐渐加大空气流量调节阀的开度，增加空气流量，多读取几组塔的压降数据。同时注意塔内的气液接触状况，并注意填料层的压降变化幅度。液泛后填料层的压降在气速增加很小的情况下明显上升，此时再取12个点就可以了，不要使气速过分超过泛点。传质系数饿测定1. 鼠标移动到钢瓶阀上，鼠标会变成扳手形状，此时左键点击打开，右键点击关闭（不能在此调节流量）。氨气流量计前也有压差计和温度计，用氨气调节阀调节氨气流量（实验建议流量: 0.5 m3/h）

9、。2.通入氨气后，鼠标左键点击实验主窗口右边的命令键“去分析装置”，进入分析装置画面。3.打开考克，让尾气流过吸收盒，同时湿式气体流量计开始计量体积。当吸收盒内的指示剂由红色变成黄色时，立即关闭考克，记下湿式气体流量计转过的体积和气体的温度。4. 按照数据处理的要求读取各项数值，按标准数据库操作方法在各项目栏中填入所读取的数据，也可以用自动记录功能记录数据。记录完毕后可进入数据处理。数据处理流体力学和吸收数据项可看到自动记录的数据（或手工记录后填写的数据）。添好数据后，如果不采用“自动计算”功能，则可以在数据处理的“设备参数”页记录计算所需的设备参数，如下图所示：如果要使用“自动计算”功能，在相应的计算结果页点击“自动计算”即可，如下图所示计算完成后，如下图所示在曲线页点击“开始绘制“即可根据数据自动绘制出曲线