吸收实验报告

吸收实验

专业：环境0901 学号： 姓名：

一、实验目的

1、了解填料吸收塔德基本构造，吸收过程的基本流程及操作。 2、掌握吸收总传质系数Kya的测定方法。 二、实验原理

对于低浓度气体吸收且平衡为直线的情况，吸收传质速率由吸收方程

NA=KyaV填Δym，则只要测出NA，测出气相的出，入塔浓度，就可以计算Kya而NA=V（y1-y2）。式中V为混合气体的流量，单位为mol/s（由转子流量计测定）y1,y2分别为进塔和出塔气相的组成（摩尔分率），用气相色谱分析得到。液相出塔浓度由全塔物料衡算得到。计算Δym时需要平衡数据可用丙酮的平衡溶解度算出相平衡常数m。

丙酮、空气混合气体中丙酮的极限浓度y*与空气温度t的关系（压强为1.2?105Pa） 空气温0 度℃ y*10 11.4 15 14.6 20 17.9 25 24.4 30 30.9 35 38.2 40 46.3 mol 8.5

平衡分压/kPa 10℃ 0.906 1.799 2.692 3.466 4.185 4.745 5.318 5.771 6.297 6.744 20℃ 1.599 3.066 4.479 5.705 6.838 7.757 8.664 9.431 10.197 10.93 30℃ 2.706 4.998 7.131 8.997 10.796 12.263 13.596 14.928 16.128 17.061 40℃ 4.399 7.971 11.063 18.862 16.528 18.794 20.926 22.793 24.525 26.258 50℃ 7.704 12.129 16.528 20.66 24.525 27.724 30.923 33.722 36.255 38.654 液相浓度x 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1

（ 丙酮的平衡溶解度） 三、实验流程及设备

实验装置包括空气输送，空气和丙酮鼓泡接触以及吸收剂供给和气液两相在填料塔中逆流接触等部分，其流程示意图如下所示。空气的压力定为0.02MPa。

3 2 3 6 4 2 5 7 1 8 3 1 空压机 2 压力表 3 温度计 4 高位槽 5 转子流量计 6 填料塔 7 鼓泡器 8 压力定值器

三、实验步骤

1、熟悉实验流程，学习填料塔的操作。在空气流量恒定的条件下，改变清水的流量，测定气体进出口浓度y1和y2 ，计算组分回收率η，传质推动力Δym和传质系数Kya。

2、在清水流量恒定的条件下，改变空气的流量，测定气体进出口浓度y1和y2 ，计算组分回收率η，传质推动力Δym和传质系数Kya。 3、改变吸收液液体的温度，重复实验。

4、在控制定值器的压强时应注意将空压机的出口阀门微开。 5、加热水时，需缓慢调节变压器的旋钮。

6、调节参数后要有一段稳定时间，直至出口水温基本恒定，取样时先取y2，再取y1。

7、转子流量计的读数要注意换算。

8、气体流量不能超过600L/h，液体流量不能超过7L/h，防液泛。 五、实验数据记录及处理 1.设备参数和有关常数

实验装置的基本尺寸： 塔内径 34mm ，填料层高度 220mm ， 填料尺寸 拉西环6*6*1（mm） ， 大气压 101.3KPa ， 室温 15 ℃。 2. 实验数据 序号 计前空气压力MPa 空气温度oC 空气流量读数L/h 400 400 600 400 水的流量读数L/h 2 6 6 6 塔底液度oC 14.4 14.3 14.4 23.2 塔顶液温oC 15.8 16.2 15.2 20.8 入塔气体浓度y1 出塔气进口面体浓度积A1 y2 4650 3957 3712 3861 出口面积A2 1 2 3 4 0.02 14.5 0.02 14.6 0.02 14.6 0.02 14.6 0.055 0.018 0.047 0.007 0.044 0.014 0.046 0.012 1562 589 1200 998 3.计算结果表

序号 1 2 3 4 惰性气体流量mol/s 0.0046 0.0046 0.0069 0.0046 吸收剂流量mol/s 0.0309 0.0926 0.0926 0.0926 y1 y2 x1 y1* NA KYa Δym 0.055 0.018 0.0054 0.047 0.007 0.0020 0.044 0.014 0.0022 0.046 0.012 0.0017 0.0079 0.0029 0.0032 0.0025 0.019 0.00017 0.014 0.00018 0.012 0.00020 0.012 0.00016 44.93 65.20 86.03 65.20 计算过程以第一组数据为例：

V气?G气?气/MV液?G液?液气?0.4?1.2/3600/0.029?0.00460mol/s?0.002?1000/3600/0.018?0.03086mol/sAFpoV取样/(RT)/M

液y1?n取样丙酮量n取样量??4650*1.2*10e?12101.3*10e3*10(e?8)/8.31/(273?14.5)?0.055 同理得y2=错误！未找到引用源。 NA=V(y1-y2)=0.0046*(0.055-0.018)=1.7*10-4 对于清水x2=0,根据物料衡算有

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为x=0.01时的平衡分压p*为1.15kPa, 故亨利系数E= p*/x,溶解度系数m=E/P= p*/x/P=1.46。

又低浓度的丙酮在同一温度下变化不大，故可认为在实验条件下溶解度系数m=1.46 y1*=m?x1=1.46*5.4*10-3=0.007884

Δym=[(y1-y1*)-(y2-y2*)]/ln[(y1-y1*)/(y2-y2*)]=0.019

V填??dh/4?0.785?0.034又NA22?0.22?1.996?10A?4m3?KyaV填?ym，则Kya?N/V填/?ym?0.00017/(1.996?10?4)/0.019?44.83

六、实验结论及讨论

1、从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量对吸收过程的影响？

答：当液相阻力较小时，增加液体流量，总传质系数基本不变。溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力增大引起的。

当液相阻力较大时，增加液体的流量，总传质系数会增加，而平均推动力可能减小，但总的结果是传质速率增大，溶质吸收量增大。

2、从实验数据分析水吸收丙酮是气膜控制还是液膜控制，还是两者兼有之？

答：由3、4两组数据可知，当其他条件不变时，降低操作温度，1/Kya≈m/kxa减小，符合气膜控制。

3、填料吸收塔底为什么必须有液封装置，液封装置是如何设计的？

答：防止实验过程中吸收剂从吸收塔底流出，影响实验结果。

4、在该实验装置上如何验证吸收剂温度对吸收过程的影响？

答：设置不同操作温度下的吸收实验，例如第3组和第4组其他条件相同，但第4组吸收剂要加热。

5、如何正确使用转子流量计？

答：使流量计保持垂直，等到转子稳定时再读数，测定实际流体时要校正读数。

6、若没有达到稳定状态就测数据，对结果有何影响？

答：若没有达到稳定状态，则丙酮的气相和液相没有达到平衡，导致吸收量偏小，y2偏大，Na偏小，x1偏小，Kya可能偏大可能偏小。

7、 读数是否同时进行？

答：不同时进行；先取出气口气体，后取入气口气体。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8zjr.html