气体吸收实验实验报告.docx

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: 、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。 。 ,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 ,其摩尔比可用下式计算 Y2? HClVair ?T0??T?1 ? ?/?? 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:#、4#塔塔内径100mm填料层高度塑料鲍尔环700mmS= 三、实验步骤 ,启动气泵。 ,读取干填料时的塔顶、塔底压力。,水由塔顶进入塔内,将填料润湿。 (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。 (-1mol,),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。 ,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)。 ,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:,氨气:50L/h3#、4#塔空气:10m3/h,氨气:250L/h 空气:14m3/h,氨气:350L/h ,实验结束,记录相关数据,洗净吸收盒。注意事项: =氨气流量计读数*4/3 。 、底压力表的读数为表压力,单位为kPa。 ,要密切观察溶液颜色的变化,一旦变色马上记取湿式流量计所走刻度的数值 ,先关闭氨气系统,再关水、空气泵四、实验报告实验测得1#实验装置的干、湿填料压降