浙江大學化工原理(过程工程与控制乙)实验报告吸收实验.docxVIP

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 观察填料塔的液泛现象，测定泛点空气塔气速；1.3 测定填料层压降与空塔气速u的关系曲线； 1.4 测定含氨空气—水系统的体积吸收系数。2 实验装置：2.1 本实验的装置流程图如图1： 图1.装置图 2.2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= （2）式中：—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； 、—标定的空气状况，105Pa，=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： （3）相平衡常数m与系统总压P和亨利系数E的关系如下： （4）式中：E—亨利系数，Pa P—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： lg E= 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 体积吸收常数体积吸收常数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： 则 （6）式中：—气相体积吸收系数，kmol/m3·h； a—单位体积填料层所提供的有效接触面积，m2/m3； —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； —吸收推动力，气相对数平均浓度差。为求得 ，需求取及。 3.2.3被吸收的氨气量 ,可由物料衡算 (X1-X2) （7）式中：V—惰性气体空气的流量，kmol/h； —进塔气相的组成，比摩尔分率，kmol（A）/ kmol（B）； —出塔气相（尾气）的组成，比摩尔分率，kmol（A）/ kmol（B）； X1—出塔液相组成，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 进塔气相浓度的确定 （8）式中：—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。 3.2.3.2 出塔气相（尾气）的组成的确定用移液管移取体积为Va ml、浓度为Ma mol/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。 （9）式中：—氨气的摩尔数，mol； —空气的摩尔数，mol。尾气样品中氨的摩尔数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 10-3 mol （10）(ii)若通入吸收瓶中的尾气已过量（瓶中溶液颜色呈蓝色），可用同样标准硫酸溶液滴定至终点（瓶中溶液呈黄绿色）。若耗去酸量为ml,则 10-3 mol （11）尾气样品中空气摩尔数的求取尾气样品中的空气量由湿式流量计读取，并测定温度 mol （12）式中：—尾气通过湿式流量计时的压力（由室内大气压代替），Pa； —通过湿式流量计的空气量，l； —通过湿式流量计