氣體吸收實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報告篇一：化工原理實(shí)驗(yàn)報告_吸收

填料塔流體力學(xué)特性與吸收系數(shù)的測定

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1．觀察填料塔內(nèi)氣液兩相流動情況和液泛現(xiàn)象

2．測定干、濕填料層壓降，在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)繪出空塔氣速與濕填料層壓降的關(guān)系曲線。

3．了解填料吸收塔的流程及構(gòu)造。

4．測定在一定條件下，用水吸收空氣中氨的吸收系數(shù)。

二、實(shí)驗(yàn)原理：

填料塔壓降和泛點(diǎn)與氣、液相流量的關(guān)系是其主要的流體力學(xué)特性。吸收塔的壓降與動力消耗密切相關(guān)，而根據(jù)泛點(diǎn)則可確定吸收塔的適宜氣、液相流量。

氣體通過填料塔時，由于存在形體及表皮阻力而產(chǎn)生壓力降。無液體噴淋時，氣體的壓力降僅與氣體的流速有關(guān)，在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上壓力降與空塔速度的關(guān)系為一直線，稱為干填料壓降曲線。當(dāng)塔內(nèi)有液體噴淋時，氣體通過填料塔的壓力降，不僅與氣體流速有關(guān)，而且與液體的噴淋密度有關(guān)。在一定的噴淋密度下，隨著氣速增大，依次出現(xiàn)載點(diǎn)和泛點(diǎn)，相應(yīng)地?P/Z?U曲線的斜率也依次增大，成為濕填料壓降曲線。因?yàn)橐后w減小了空隙率，所以后者的絕對值和斜率都要比前者大。

吸收系數(shù)是吸收設(shè)備的主要性能參數(shù)，影響吸收系數(shù)的因素包括氣體流速、液體噴淋密度、溫度、填料的自由體積、比表面積以及氣液兩相的物化性質(zhì)等。

本吸收實(shí)驗(yàn)以水為吸收劑，吸收空氣－氨氣體系中的氨。因?yàn)榘睔鉃橐兹軞怏w，所以此吸收操作屬氣膜控制。吸收系數(shù)隨著氣速的增大而增大，但氣速增大至某一數(shù)值時，會出現(xiàn)液泛現(xiàn)象，此時塔的正常操作將被破壞。

本實(shí)驗(yàn)所用的混合氣中，氨氣濃度很低，吸收所得的溶液濃度也不高。氣液兩相的平衡關(guān)系可認(rèn)為符合亨利定律

Y

*

?mX

吸收過程的傳質(zhì)速率方程為：NA?KYa?V填?Ym吸收過程的物料衡算式為：NA?V?Y1?Y2?式中：

N——氨的吸收量，kmol/s

V——空氣流量，kmol/s

Y1——塔底氣相濃度，kmolNH3/kmolairY2——塔頂氣相濃度，kmolNH3/kmolair

KYa——以氣相摩爾比差為推動力的體積吸收系數(shù)，kmol/m

3

?s

本實(shí)驗(yàn)所用裝置與流程如圖1所示，清水的流量由轉(zhuǎn)子流量計顯示?？諝夂桶睔獾牧髁恳卜謩e由轉(zhuǎn)子流量計顯示，二者混合后再進(jìn)入吸收塔，所以其中氨氣的摩爾比可用下式計算得到：

1

Y1?

VNH3Vair

圖1.填料吸收塔實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

出口氣體中氨氣的濃度利用酸堿滴定的方法測定，其摩爾比可用下式計算

Y2?

(V?N)HClVair

?T0??T?1

?

?/22.4??

V為鹽酸的體積（L），N為濃度（mol/L），Vair為濕式氣體流量計的讀數(shù)，T1為空氣的溫度。計算過程中需要根據(jù)亨利定律計算氣體的平衡濃度，亨利常數(shù)可根據(jù)附錄的水溫關(guān)系表內(nèi)插得到，以水溫為基準(zhǔn)。氣體的總壓取塔頂和塔低的平均值。

P?

VL

P1?P2

2

m?

*

EP

X1?

??Y1?Y2??X2Y1?mX1

*

X2?0Y2?mX

2

平均傳質(zhì)推動力為

?Ym?

?Y?Y???Y?Y?

Y?Yln

Y?Y*

*

1

*1*2

2

體積吸收系數(shù)為

KYa?

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

2

主要技術(shù)數(shù)據(jù)

1#、2#塔

填料層高度：陶瓷拉西環(huán)填料為0.35米塔內(nèi)徑50mm3#、4#塔

塔內(nèi)徑100mm填料層高度塑料鮑爾環(huán)700mmS=0.00785m2

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1.打開儀表開關(guān)，啟動氣泵。

2.調(diào)節(jié)空氣流量8次，讀取干填料時的塔頂、塔底壓力。3.開啟進(jìn)水閥，水由塔頂進(jìn)入塔內(nèi)，將填料潤濕。

4.當(dāng)水流量為20L/h（1#、2#塔）或60L/h（3#、4#塔）時，由小到大改變空氣流量6~8次，直至液泛現(xiàn)象發(fā)生，讀取濕填料時的塔頂、塔底壓力，記錄下載點(diǎn)、液泛點(diǎn)時的空氣流量。

1．用移液管量取一定量的已知濃度的鹽酸溶液（0.5-1mol，0.008662mol/L），放入吸收盒，加入幾滴（2-3）甲基橙作指示劑，再加蒸餾水至一定位置，連接好管路。

2．開啟水流量調(diào)節(jié)閥，使填料充分潤濕，將水流量調(diào)節(jié)至要求值（1#、2#塔：20L/h，3#、4#塔：60L/h）。

3．啟動氣泵，調(diào)節(jié)空氣流量至規(guī)定值，調(diào)節(jié)氨氣流量至規(guī)定值，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，慢慢打開吸收盒閥門，注意通過吸收盒的氣速不易過快。

1#、2#塔

空氣：2m3/h，氨氣：75L/h空氣：1.5m3/h，氨氣：50L/h3#、4#塔

空氣：10m3/h，氨氣：250L/h

空氣：14m3/h，氨氣：350L/h

4．待甲基橙的顏色由橙色變?yōu)辄S色時，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，洗凈吸收盒。

注意事項(xiàng)：

1.氨氣的實(shí)際流量=氨氣流量計讀數(shù)*4/3

2.亨利系數(shù)由吸收劑水的溫度查表得到。

3.塔頂、底壓力表的讀數(shù)為表壓力，單位為kPa。

4.進(jìn)行尾氣分析時，要密切觀察溶液顏色的變化，一旦變色馬上記取濕式流量計所走刻度的數(shù)值

5.實(shí)驗(yàn)完畢，先關(guān)閉氨氣系統(tǒng)，再關(guān)水、空氣泵四、實(shí)驗(yàn)報告

實(shí)驗(yàn)測得1#實(shí)驗(yàn)裝置的干、濕填料壓降與空塔速度的關(guān)系列于表1中。其中，塔的橫截面積為：

S?

?

4

22

(0.05)?0.00196m

在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪出空氣通過干、濕填料層的壓降與空塔速度的曲線，即?P/Z?U曲線，如圖2所示。

3

表1.1#填料塔的流體力學(xué)特性數(shù)據(jù)

)

m/aPk(Z/PatledU(m/s)

圖2.實(shí)驗(yàn)測定的干、濕填料的壓降曲線

計算在不同空塔速度下的吸收系數(shù)KYa。

水流量為20L/h空氣流量為2m3/h氨氣流量為75?(4/3)=100L/h水的溫度為13?C查附表知亨利系數(shù)為E=0.57atm

鹽酸用量為1ml，其當(dāng)量濃度為C=0.00862mol/L，濕式流量計測得空氣的體積為0.3L。計算過程如下：

YNH3

1?

VV0

?

100air

XX

?0.05

4

Y2?

(V?N)HCl?T0

Vair?

?T1

?

?/22.4?

?

1?100.3?(172

?3

?0.00862

)/22.4

273273?13

?0.000674

P?

P1?P2

2

?

?101.3?109.8kPa

m?

EP

?

0.57?101.3

109.8

?0.53

X2=0Y2?0

*

V?

109.8?10?28.314?286

20?1018

921111.1

3

3

?92kmol/h

L?

?1111.1kmol/h

(0.05?0.000674)?0?0.0041

X1?

VL

??Y1?Y2??X2?

Y1?mX

?Ym?

*

1

?0.53?0.0041?0.0022?

(0.05?0.0022)?(6.74?10

ln

0.05?0.00226.74?10

?4

?4

?Y

?Yln

*

?

1

??Y?Y

*

?

2

?0)

YY?Y?Y

**

?0.011

1

2

?0

?167kmol/(m?s)

3

KYa?

V?Y1?Y2?

??Z??Ym

?

92?(0.05?0.000674)0.00196?0.35?0.011?3600

實(shí)驗(yàn)測得3#實(shí)驗(yàn)裝置的干、濕填料壓降與空塔速度的關(guān)系列于表2中。其中，塔的橫截面積為：

表2.3#填料塔的流體力學(xué)特性數(shù)據(jù)

5

篇二：氣體吸收實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表

氣體吸收實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表

測得塔內(nèi)徑：0.1m，填料層高度：1m，水溫：20C，大氣壓：87.5Kpa對于2塔：風(fēng)量與壓力降的關(guān)系線的測定

以第一組數(shù)據(jù)為例：干空氣流量V=0.4m/h，壓差?p=11pa，則空氣流速u?

3

?

vv0.4???0.0142m/st?tD23600?3.14?0.12

44

空氣

流量

m3/h

0.40.014211

0.80.028316

1.20.042523

1.60.056632

20.070840

2.40.084951

2.80.099167

3.20.113287

3.60.1274103

40.1415127

流速m/s壓差pa

濕填料時，水流量50m/h

3

空氣流量

m3/h

0.40.01428

0.80.028313

1.20.042521

1.60.056631

20.070842

2.40.084955

2.80.099172

3.20.1132132

3.60.1274146

40.1415180

流速m/s壓差pa

水流量100m/h時

3

空氣流量

m3/h

0.40.01429

0.80.028315

1.20.042522

1.60.056633

20.070845

2.40.084964

2.80.0991129

3.20.1132142

3.60.1274151

40.1415199

流速m/s壓差pa

同理，對于3塔風(fēng)量與壓力降的關(guān)系線的測定

空氣流量

m3/h

0.40.01428

0.80.028314

1.20.042521

1.60.056630

20.070840

2.40.084952

2.80.099166

3.20.113282

3.60.1274100

40.1415120

流速m/s壓差pa

濕填料時，水流量50m/h

3

空氣流量

m3/h

0.40.014210

0.80.028316

1.20.042525

1.60.056636

20.070848

2.40.084964

2.80.099182

3.20.1132105

3.60.1274128

40.1415150

流速m/s壓差pa

水流量100m/h時

3

空氣流量

m3/h

0.40.014210

0.80.028318

1.20.042528

1.60.056641

20.070857

2.40.084977

2.80.0991101

3.20.1132120

3.60.1274148

40.1415182

流速m/s壓差pa

Kxa的測定

對于2塔，以第二組數(shù)據(jù)為例，吸收劑水用量L=填料塔高度H=1m截面積??

75?1000

=4166.67kmol/h18

?

4

D2?

3.14

?0.12?0.00785m24

V?

VhT0p0.8927387.5

??(1?y1)???(1?0.1)?0.0288kmol/h22.4Tp022.4273?XX1.33

X1?

VL

(Y1?Y2)?

?

0.0288

(11.8?10.5)?8.98?10?6，x2?0

4166.67

6

查表得20C時E=1.44?10所以x2?

?

y2py87.5?0.1?6

???6.08?106

mE1.44?10

Y111.8

y1?Y1?

x1?2??6?55.87?10?6

1.44?10m

p87.5

??

(x1?x1)?(x2?x2)55.87?10?6?8.98?10?6?6.08?10?6

?xm???1.94?10?5??6?6

x?x155.87?10?6.08?10ln1ln?

x2?x26.08?10?6

L(x1?x2)4166.67(8.98?10?6?0)

???245700所以由公式Kxa??5

H??xm1?0.007851.94?10

序號

KxaL1

189700502

245700753

2897801004

3128601255

3578962006

399767250

同理，對于3號管

序號KxaL1

165780502

179867753

2456341004

2786591255

346543200

6

386754250

思考：1，分析影響傳質(zhì)系數(shù)的因素？

答：吸收劑用量，吸收劑的平均濃度差，操作壓力及溫度。

2，填料吸收塔塔底為什么會有液封裝置？液封采用了什么原理？在填料塔的流體力學(xué)中，確定最佳空塔氣速是多少？

答，液封裝置避免漏液，液封采用了工作密封比壓原理，最佳操作空塔氣速是0。808m/s。

篇三：吸收實(shí)驗(yàn)報告

吸收實(shí)驗(yàn)

專業(yè)：環(huán)境0901學(xué)號：姓名：

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、了解填料吸收塔德基本構(gòu)造，吸收過程的基本流程及操作。2、掌握吸收總傳質(zhì)系數(shù)Kya的測定方法。二、實(shí)驗(yàn)原理

對于低濃度氣體吸收且平衡為直線的情況，吸收傳質(zhì)速率由吸收方程

NA=KyaV填Δym，則只要測出NA，測出氣相的出，入塔濃度，就可以計算Kya而NA=V（y1-y2）。式中V為混合氣體的流量，單位為mol/s（由轉(zhuǎn)子流量計測定）y1,y2分別為進(jìn)塔和出塔氣相的組成（摩爾分率），用氣相色譜分析得到。液相出塔濃度由全塔物料衡算得到。計算Δym時需要平衡數(shù)據(jù)可用丙酮的平衡溶解度算出相平衡常數(shù)m。

丙酮、空氣混合氣體中丙酮的極限濃度y*與空氣溫度t的關(guān)系（壓強(qiáng)為1.2?105Pa）

（丙酮的平衡溶解度）三、實(shí)驗(yàn)流程及設(shè)備

實(shí)驗(yàn)裝置包括空氣輸送，空氣和丙酮鼓泡接觸以及吸收劑供給和氣液兩相在填料塔中逆流接觸的部分，其流程示意圖如下所示?？諝獾膲毫Χ?.02MPa。

1空壓機(jī)2壓力表3溫度計4高位槽5轉(zhuǎn)子流量計6填料塔7鼓泡器8壓力定值器

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1、熟悉實(shí)驗(yàn)流程，學(xué)習(xí)填料塔的操作。在空氣流量恒定的條件下，改變清水的流量，測定氣體進(jìn)出口濃度y1和y2，計算組分回收率η，傳質(zhì)推動力Δym和傳質(zhì)系數(shù)Kya。

2、在清水流量恒定的條件下，改變空氣的流量，測定氣體進(jìn)出口濃度y1和y2，計算組分回收率η，傳質(zhì)推動力Δym和傳質(zhì)系數(shù)Kya。3、改變吸收液液體的溫度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

4、在控制定值器的壓強(qiáng)時應(yīng)注意將空壓機(jī)的出口閥門微開。5、加熱水時，需緩慢調(diào)節(jié)變壓器的旋鈕。

6、調(diào)節(jié)參數(shù)后要有一段穩(wěn)定時間，直至出口水溫基本恒定，取樣時先取y2，再取y1。

7、轉(zhuǎn)子流量計的讀數(shù)要注意換算。

8、氣體流量不能超過600L/h，液體流量不能超過7L/h，防液泛。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理1.設(shè)備參數(shù)和有關(guān)常數(shù)

實(shí)驗(yàn)裝置的基本尺寸：塔內(nèi)徑，填料層高度，填料尺寸拉西環(huán)6*6*1（mm），大氣壓101.3KPa，室溫15℃。2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)3.計算結(jié)果表

計算過程以第一組數(shù)據(jù)為例：

V氣?G氣?氣/M氣?0.4?1.2/3600/0.029?0.00460mol/sV液?G液?液/M液?0.002?1000/3600/0.018?0.03086mol/sy1?

n取樣丙酮量AF4650*1.2*10e?12

???0.055

n取樣量poV取樣/(RT)101.3*10e3*10(e?8)/8.31/(273?14.5)

同理得y2=

NA=V(y1-y2)=0.0046*(0.055-0.018)=1.7*10-4

對于清水x2=0,根據(jù)物料衡算有

V(y1?y2)?L(x1?x2)，；

即x1=V(y1-y2)/L=0.0046*(0.055-0.018)/0.0309=0.0054

查表

得t=14.5℃,P=101.3KPa下丙酮溶解于清水的量為x=0.01時的平衡分壓p*為1.15kPa,故亨利系數(shù)E=p*/x,溶解度系數(shù)m=E/P=p*/x/P=1.46。

又低濃度的丙酮在同一溫度下變化不大，故可認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)條件下溶解度系數(shù)