吸收实验报告2009

一、实验任务：

1、了解吸收过程的流程、设备结构，并掌握吸收操作方法。

2、在不同空塔气速下，观察填料塔中流体力学状态。测定气体通过填料层的压降与气速的关系曲线

3、掌握总传质系数的测定方法，测定在一定喷淋量下水吸收氨的总体积传质系数

4、分析操作条件对总吸收系数的影响。

二、原理

1、填料塔流体力学特性

吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，气体在通过填料层时，由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数，它包括压强降和液泛规律。测定填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗、选择风机、确定填料塔的适宜操作范围，选择适宜的气液负荷，因此填料塔的流体力学特性是确定最适宜操作气速的依据。

    气体通过干填料（L=0）时，其压强降与空塔气速之间的函数关系在双对数坐标上为一直线，如图中AB线，其斜率为1.8～2。当有液体喷淋时，在低气速时，压强降和气速间的关联线与气体通过干填料时压强降和气速间的关联线AB线几乎平行，但压降大于同一气速下干填料的压降，如图 CD段。随气速的进一步增加出现载点（图中D点），填料层持液量开始增大，压强降与空塔气速的关联线向上弯曲，斜率变大，如图中DE段。当气速增大到E点，填料层持液量越积越多，气体的压强几乎是垂直上升，气体以泡状通过液体，出现液泛现象，此点E称为泛点。

测定操作条件下 在对数坐标中作       

  P—塔顶和塔底的压强差，Z－填料层高度，m

u－空塔气速     

V0－标准状态下空气的体积流量=f(V1,T0,P0, T1,P1, T2,P2)    

标定状态下（测定）空气流量V1                  （2－56） V0

标准状态下体积流量V0      

2、总体积吸收系数的测定

反映填料吸收塔性能的主要参数之一是传质系数。影响传质系数的因素很多，因而对不同系统和不同吸收设备，传质系数各不相同，所以不可能有一个通用的计算式。工程上往往利用现有同类型的生产设备或中间试验设备进行传质系数的实验测定，作为放大设计之用。

V－空气的摩尔流量，kmol/s

实验测定的空气的流量为标定状态下空气的体积流量V1标准状态V0                                        

Y1－气体进口的比摩尔，          

实验测定标定状态V1’                  （2-75)     标准状态下V0’

Y2－出塔气体的浓度

采用尾气分析仪（由取样管、吸收管、湿式体积流量计）

尾气通过吸收管，尾气中氨气与吸收管中的硫酸进行中和反应，则（2－68）

湿式体积流量计测定，示值为V1， 

X2－进塔液相的浓度， X2＝0

X1－出塔液相浓度――由物料衡算求得。

m-相平衡常数    其中p*查表2－2

E：享利系数，单位为大气压；P＝大气压+塔顶表压+1/2塔内压差

三、实验流程及装置（亲自将流程图画在实验报告上，说明所用设备）

流量计：转子流量计，需要校正

风机：容积式风机，旁路阀调节

四、实验操作：（要求叙述操作步骤）

1、流体力学性能的测定：计算不同空塔气速下填料层阻力，并在双对数坐标纸上标给塔内压强降与空塔气速的关系图。空气――水     L=0,  L=80L/h

2、总体积传质系数的测定     氨气－空气－水

氨气的流量：0.8~1.2; 空气的流量：20~30L/h   水流量：60～90 L/min

计算一定喷淋量下不同空塔气速下体积传质系数值。 

五、实验记录及数据整理：

1、要求原始数据记录，记录在预习报告上，记录在书上的无效, 实验记录表格不得复印，所有的同学自己画,实验记录中要记录物理量的单位。

2、实验结果：用图或表格列出实验结果表格

3、写出计算示例                 实验数据记录：

实验设备编号：                实验日期：                 同组人员：                    

实验体系                      填料种类：                填料规格：                    

填料层高度           填料比表面积              塔内径             空隙率           

大气压            室温             流量计的标定状态：T＝          ，P＝           

                    表1 填料塔流体力学实验记录表

水的流量，L

   表2   总体积传质系数的测定实验记录表

七,思考题 

（1）气体转子流量计测定何种气体流量？怎样得到混合气流量？

（2）为什么要保证入口气浓度恒定？怎样保证恒定？通过什么衡量是否恒定？

（3）填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置？液封装置是如何设计的？

（4）可否改变空气流量达到改变传质系数的目的？