化工原理实验报告吸收实验要点

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实验内容 吸收实验 指导教师 一、 实验名称：

吸收实验

二、实验目的：

1.学习填料塔的操作；

2. 测定填料塔体积吸收系数KYa.

三、实验原理：

对填料吸收塔的要求，既希望它的传质效率高，又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的，故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。

（一）、空塔气速与填料层压降关系

气体通过填料层压降△P与填料特性及气、液流量大小等有关，常通过实验测定。

若以空塔气速uo[m/s]为横坐标，单位填料层压降

?P[mmH20/m]为纵坐标，在Z?P~uo关系Z双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。当液体喷淋量L0=0时，可知为一直线，其斜率约1.0—2，当喷淋量为L1时，

?P~uo为一折线，若喷淋量越大，Z?P值较小时为恒持Z折线位置越向左移动，图中L2＞L1。每条折线分为三个区段，液区，

?P?P?P~uo关系曲线斜率与干塔的相同。值为中间时叫截液区，~uo曲ZZZ?P值较大时叫液泛区，Z线斜率大于2，持液区与截液区之间的转折点叫截点A。

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?P~uo曲线斜率大于10，截液区与液泛区之间的转折点叫泛点B。在液泛区塔已Z无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间，此时塔效率最高。

图2-2-7-1 填料塔层的

?P~uo关系图 Z

图2-2-7-2 吸收塔物料衡算

（二）、吸收系数与吸收效率

本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨，氨易溶于水，故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小，则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律，吸收

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平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。其吸收速率方程可用下式表示：

NA?KYa???H??Ym （1） 式中：NA——被吸收的氨量[kmolNH3/h]；

?——塔的截面积[m2]

H——填料层高度[m]

?Ym——气相对数平均推动力

KYa——气相体积吸收系数[kmolNH3/m3·h] 被吸收氨量的计算，对全塔进行物料衡算（见图2-2-7-2）：

NA?V(Y1?Y2)?L(X1?X2) （2） 式中：V——空气的流量[kmol空气/h]

L——吸收剂（水）的流量[kmolH20/h] Y1——塔底气相浓度[kmolNH3/kmol空气] Y2——塔顶气相浓度[kmolNH3/kmol空气]

X1，X2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolNH3/kmolH20]

由式（1）和式（2）联解得： KYa?V(Y1?Y2) （3）

??H??Ym为求得KYa必须先求出Y1、Y2和?Ym之值。 1、Y1值的计算： Y1?0.98V01 （4） V02式中：V01——氨气换算为标态下的流量[m3/h]

V02——空气换算为标态下的流量[m3/h]

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0.98——氨气中含纯NH3分数

对氨气：

V01?V1T0P0?02P1?P2 （5） ??01T1?T2式中：V1——氯气流量计上的读数[m3/h]

T。，P。——标准状态下氨气的温度[K]和压强[mmHg] T1，P1——氨气流量计上标明的温度[K]和压强[mmHg] T2，P2——实验所用氨气的温度[K]和压强[mmHg]

?0——标准状态下氨气的密度（=0.769kg/m3） ?02——标准状态下空气的密度（=1.293kg/m3）

对空气：

V02?V2T0P0P3?P4 （6）

T3?T4式中：V2——空气流量计读数[m3/h]

T。，P。——标准状态下空气的温度[K]和压强[mmHg] T3，P3——空气流量计上标明的温度[K]和压强[mmHg] T4，P4——实验所用空气的温度[K]和压强[mmHg] Y1也可用取样分析法确定（略）。 2、Y2值分析计算

在吸收瓶内注入浓度为NS的H2SO4VS[ml]，把塔顶尾气通入吸收瓶中。设从吸收瓶出口的空气体积为V4[ml]时瓶内H2SO4Vs即被NH3中和完毕，那么进入吸收瓶的NH3体积Vo3可用下式计算：

V03?22.1NSVS[ml] （7）

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通过吸收瓶空气化为标准状态体积为： V04?V4T0P5?[ml] （8） P0T5式中：V4——通过吸收瓶空气体积[ml]，由湿式气量计读取

T。，P。——标准状态下空气的温度[K]和压强[mmHg] T5，P5——通过吸收瓶后空气的温度[K]和压强[mmHg] 故塔顶气相浓度为： Y2?V03 （9） V04V(Y1?Y2)?X2，若X2=0，则得： LV(Y1?Y2) （10） L3、塔底X1~Y*1的确定 由式（2）知：X1? X1?X1值亦可从塔底取氨水分析而得。设取氨水VN`[ml]，用浓度为NS`的H2SO4

来滴定，中和后用量为VS`[ml]，则：

X1?0.018NS`VS` （11） VN`又根据亨利定律知，与塔底X1成平衡的气相浓度Y1*为： Y1??EX1 （12） P式中：P——塔底操作压强绝对大气压（atm）

E——亨利系数大气压，可查下表取得：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cu0f.html