气体吸收实验实验报告文档.docxVIP

气体吸收实验实验报告

篇一：化工原理实验报告_吸收

填料塔流体力学特性与吸收系数的测定

一、实验目的：

1．观察填料塔内气液两相流动情况和液泛现象

2．测定干、湿填料层压降，在双对数坐标纸上标绘出空塔气速与湿填料层压降的关系曲线。

3．了解填料吸收塔的流程及构造。

4．测定在一定条件下，用水吸收空气中氨的吸收系数。

二、实验原理：

填料塔压降和泛点与气、液相流量的关系是其主要的流体力学特性。吸收塔的压降与动力消耗密切相关，而根据泛点则可确定吸收塔的适宜气、液相流量。

气体通过填料塔时，由于存在形体及表皮阻力而产生压力降。无液体喷淋时，气体的压力降仅与气体的流速有关，在双对数坐标纸上压力降与空塔速度的关系为一直线，称为干填料压降曲线。当塔内有液体喷淋时，气体通过填料塔的压力降，不仅与气体流速有关，而且与液体的喷淋密度有关。在一定的喷淋密度下，随着气速增大，依次出现载点和泛点，相应地?P/Z?U曲线的斜率也依次增大，成为湿填料压降曲线。因为液体减小了空隙率，所以后者的绝对值和斜率都要比前者大。

吸收系数是吸收设备的主要性能参数，影响吸收系数的因素包括气体流速、液体喷淋密度、温度、填料的自由体积、比表面积以及气液两相的物化性质等。

本吸收实验以水为吸收剂，吸收空气－氨气体系中的氨。因为氨气为易溶气体，所以此吸收操作属气膜控制。吸收系数随着气速的增大而增大，但气速增大至某一数值时，会出现液泛现象，此时塔的正常操作将被破坏。

本实验所用的混合气中，氨气浓度很低，吸收所得的溶液浓度也不高。气液两相的平衡关系可认为符合亨利定律

Y

*

?mX

吸收过程的传质速率方程为：NA?KYa?V填?Ym吸收过程的物料衡算式为：NA?V?Y1?Y2?式中：

N——氨的吸收量，kmol/s

V——空气流量，kmol/s

Y1——塔底气相浓度，kmolNH3/kmolairY2——塔顶气相浓度，kmolNH3/kmolair

KYa——以气相摩尔比差为推动力的体积吸收系数，kmol/m

3

?s

本实验所用装置与流程如图1所示，清水的流量由转子流量计显示。空气和氨气的流量也分别由转子流量计显示，二者混合后再进入吸收塔，所以其中氨气的摩尔比可用下式计算得到：

1

Y1?

VNH3Vair

图1.填料吸收塔实验装置示意图

出口气体中氨气的浓度利用酸碱滴定的方法测定，其摩尔比可用下式计算

Y2?

(V?N)HClVair

?T0??T?1

?

?/22.4??

V为盐酸的体积（L），N为浓度（mol/L），Vair为湿式气体流量计的读数，T1为空气的温度。计算过程中需要根据亨利定律计算气体的平衡浓度，亨利常数可根据附录的水温关系表内插得到，以水温为基准。气体的总压取塔顶和塔低的平均值。

P?

VL

P1?P2

2

m?

*

EP

X1?

??Y1?Y2??X2Y1?mX1

*

X2?0Y2?mX

2

平均传质推动力为

?Ym?

?Y?Y???Y?Y?

Y?Yln

Y?Y*

*

1

*1*2

2

体积吸收系数为

KYa?

V?Y1?Y2???Z??Ym

2

主要技术数据

1#、2#塔

填料层高度：陶瓷拉西环填料为0.35米塔内径50mm3#、4#塔

塔内径100mm填料层高度塑料鲍尔环700mmS=0.00785m2

三、实验步骤

1.打开仪表开关，启动气泵。

2.调节空气流量8次，读取干填料时的塔顶、塔底压力。3.开启进水阀，水由塔顶进入塔内，将填料润湿。

4.当水流量为20L/h（1#、2#塔）或60L/h（3#、4#塔）时，由小到大改变空气流量6~8次，直至液泛现象发生，读取湿填料时的塔顶、塔底压力，记录下载点、液泛点时的空气流量。

1．用移液管量取一定量的已知浓度的盐酸溶液（0.5-1mol，0.008662mol/L），放入吸收盒，加入几滴（2-3）甲基橙作指示剂，再加蒸馏水至一定位置，连接好管路。

2．开启水流量调节阀，使填料充分润湿，将水流量调节至要求值（1#、2#塔：20L/h，3#、4#塔：60L/h）。

3．启动气泵，调节空气流量至规定值，调节氨气流量至规定值，待系统稳定后，慢慢打开吸收盒阀门，注意通过吸收盒的气速不易过快。

1#、2#塔

空气：2m3/h，氨气：75L/h空气：1.5m3/h，氨气：50L/h3#、4#塔

空气：10m3/h，氨气：250L/h

空气