化工原理吸收实验

实验数据处理：

填料层高度Z=0.4m，填料塔内径D=0.075m 1、填料塔流体力学性能测定： 水的喷洒量L=0 空气流量Vn空塔气速u空气入口压差气相温度填料层压强降△P序号 （m3/h） （m/h） （cmH2O） （℃） （cmH2O） 1 2.5 17 42 0.25 0.157 2 5 18 42.5 0.8 0.314 3 7.5 19.7 43 1.6 0.472 4 10 21.5 43.1 2.6 0.629 5 12.5 25 43.8 4 0.786 6 15 28.5 44 5.6 0.943 7 17.5 32.7 44.5 7.8 1.100 水的喷洒量L=40L/h 空气流量Vn空塔气速u空气入口压差液相温度填料层压强降△P序号 （m3/h） （m/h） （cmH2O） （℃） （cmH2O） 1 2.5 0.157 18.2 32.2 0.4 2 4 0.252 18.8 32.1 1 3 5.5 0.346 20 32.1 1.8 4 7 0.440 21.3 32.1 2.8 5 8.5 0.534 23.6 32.1 4.1 6 10 0.629 26.2 32.1 7 7 0.723 30.5 32.

广 西 大 学 实 验 报 告

姓名

院 专业 班 年 月 日

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

第八章 吸收

第一节 概述

一、基本概念：

吸收：是利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的一个单元操作。

二、吸收过程如下三、吸收操作的应用 四、吸收操作分类 五、吸收：

溶质A由气相转入液相；

脱吸传质：

溶质A由液相转入气相；

除了制取溶液产品等少数情况只需单独进行吸收外，一般都需要对吸收后的溶液继续脱吸，使溶剂再生，能够循环使用，同时也得到有价值的溶质。 六、吸收与解吸的操作流程

吸收剂的选择： 溶解度大，选择性好

第二节 吸收的基本理论

溶解度曲线： 溶质的平衡气、液相含量分别用分压和浓度表示时，平衡曲线又称为溶解度曲线； 1 温度低对吸收有利 2 压力高对吸收有利

图9－3 293K时几种气体在水中的溶解度曲线

亨利定律

在一定的温度和平衡状态下，稀溶液中气体溶质在气相中的平衡分压与其在液相中的摩尔分率成正比；用公式表示； p*=Ex

1 亨利系数E与温度有关，T↑E↑ ，溶解度↓，对吸收不利。 2 易溶气体E〈〈 难溶气体E

溶质在液相中的含量用摩尔浓度表示时（x=cA/C)：

P*=cA/H 易溶气体H >

1. 依据溶解度曲线所表现的规律性可以得知，___________压力和___________温度对吸收

操作有利，因为可以增加气体的溶解度；反之，___________压力和___________温度则有利于脱吸过程。（提高，降低）

2. 某高度无穷大的连续逆流吸收塔，吸收剂为纯溶剂，入塔气体的体积浓度为 7 %，相

平衡关系式为Y*=2X，问：吸收率为100%时，液气比（摩尔）为____________；吸收率为75%时，液气比（摩尔）为_____________。

1) 对一定气体和一定溶剂，一般来说，亨利系数E随温度升高而 ，溶解度系

数H随温度升高而 ；在同种溶剂中，难溶气体的E值 易溶气体的E值，难溶气体的H值 易溶气体的H值。

2) 若气体处理量V已确定，减少吸收剂用量L，吸收操作线斜率变小，结果使出塔

吸收液浓度 ，吸收推动力 。若塔底流出的吸收液与刚进塔的混合气达到平衡，此时吸收过程的推动力变为 ，此种状况下吸收操作线斜率称为 。

二、选择（10分）

１、对于易溶气体，H值__________，KG_________

南京工业大学化工原理实验报告 - 1 -

实验一 流体流动阻力测定实验

实验日期： 2011.4.8 一、 实验目的

1. 测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数λ与雷诺数Re的关系，将测得的λ~Re

曲线与与由经验公式描出的曲线比较；

2. 测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数ξ；

二、 基本原理

1. 直管沿程阻力

引起流体机械能损失的原因是静止壁面与粘性流体共同作用产生流体点速度差异。当某流体以一定的流量Vi流经内径为d的圆直等径管时，管长为l的管段的流体机械能损失主要体现在该管段两端截面处修正压强的差异上。阻力损失可由直管的上、下游截面列机械能守恒方程求得：

pm1? +

u122 =

pm2? +

u2222 +

?hf1?2 （2-1）

其中：

?hf1?2= ?lu2d2 ＝

8?lVi?d25 （2-2）

Rei?du???4?Vi?d? （2-3）

南京工业大学化工原理实验报告 - 1 -

实验一 流体流动阻力测定实验

实验日期： 2011.4.8 一、 实验目的

1. 测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数λ与雷诺数Re的关系，将测得的λ~Re

曲线与与由经验公式描出的曲线比较；

2. 测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数ξ；

二、 基本原理

1. 直管沿程阻力

引起流体机械能损失的原因是静止壁面与粘性流体共同作用产生流体点速度差异。当某流体以一定的流量Vi流经内径为d的圆直等径管时，管长为l的管段的流体机械能损失主要体现在该管段两端截面处修正压强的差异上。阻力损失可由直管的上、下游截面列机械能守恒方程求得：

pm1? +

u122 =

pm2? +

u2222 +

?hf1?2 （2-1）

其中：

?hf1?2= ?lu2d2 ＝

8?lVi?d25 （2-2）

Rei?du???4?Vi?d? （2-3）

基本概念 1、亨利定律

2、气膜控制与液膜控制

三、请回答下列问题（10分）

1．根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在什么地方？增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将会如何变化？

相界面两侧的液膜和气膜中；增大

吸 收

2．对于高浓度气体吸收，为什么不能用脱吸因子法或对数平均推动力法，而必须用图解积分或数值积分的方法进行吸收过程计算？

因为脱吸因子法和对数平均推动力法都是基于稀溶液的相平衡线为直线的假设，而对于高浓度气体吸收，该假设不再成立，所以这两种方法不再适用，必须针对相平衡曲线运用数值积分或图解积分的方法进行吸收过程的相关计算。 4．简要叙述吸收中双膜理论的提出者及其三个基本要点。

双膜模型由惠特曼（Whiteman）于1923年提出，为最早提出的一种传质模型。 （1分） 惠特曼把两流体间的对流传质过程设想成图片2-10所示的模式，其基本要点如下：

①当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的相界面，界面的两侧各有一个很薄的停滞膜，气相一侧的称为“气膜”，液相一侧的称为“液膜”，溶质A经过两膜层的传质方式为分子扩散。 （2分）

②在气液相界面处，气液两相

第二章 吸收习题解答

1从手册中查得101.33KPa、25℃时,若100g水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m3·kPa))及相平衡常数m。 解: (1) 求H 由PNH3??CNH3H.求算.

已知:PNH3??0.987kPa.相应的溶液浓度CNH3可用如下方法算出:

以100g水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为

1000kg/m3.则:

1CNH3?17?0.582kmol/m3100?1 1000CNH30.5823?H???0.590kmol/(m?kPa)?PNH30.987yNH3??mNH3xNH3P1(2).求m.由17xNH3??0.01051100?1718yNH3?0.00974m???0.928xNH30.0105yNH3??PNH3??0.987?0.00974101.33

2: 101.33kpa、1O℃时,氧气在水中的溶解度可用po2=3.31×106x表示。式中:Po2为氧在气相中的分压,kPa、x为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧.

第二章 吸收习题解答

1从手册中查得101.33KPa、25℃时,若100g水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m3·kPa))及相平衡常数m。 解: (1) 求H 由PNH3??CNH3H.求算.

已知:PNH3??0.987kPa.相应的溶液浓度CNH3可用如下方法算出:

以100g水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为

1000kg/m3.则:

1CNH3?17?0.582kmol/m3100?1 1000CNH30.5823?H???0.590kmol/(m?kPa)?PNH30.987yNH3??mNH3xNH3P1(2).求m.由17xNH3??0.01051100?1718yNH3?0.00974m???0.928xNH30.0105yNH3??PNH3??0.987?0.00974101.33

2: 101.33kpa、1O℃时,氧气在水中的溶解度可用po2=3.31×106x表示。式中:Po2为氧在气相中的分压,kPa、x为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧.

过程工程原理实验（乙）

专业： 实验报告

姓名： 学号： 日期：2015.12.26 地点：教十2109 课程名称：过程工程原理实验（乙） 指导老师： 叶向群 成绩：__________________ 实验名称：吸收实验 实验类型：工程实验 同组学生姓名： 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ΔP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Kya。

2 实验装置：

2.1 本实验的装置流程图如图1：

1

吸收实验

过程工程原理实验（乙）

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