化工原理吸收塔实验报告

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试验报告

课程名称：过程工程原理试验（乙）指导老师：叶向群成果：__________________试验名称：汲取试验试验类型：工程试验同组同学姓名：一、试验目的和要求（必填）二、试验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和试验步骤五、试验数据记录和处理六、试验结果与分析（必填）七、争论、心得

填料塔汲取操作及体积汲取系数测定

1试验目的：

1.1了解填料汲取塔的构造并熟识汲取塔的操作；1.2观看填料塔的液泛现象，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—水系统的体积汲取系数Kya。

2试验装置：

2.1本试验的装置流程图如图1：

2.2物系：水—空气—氨气。惰性气体由漩涡气泵供应,氨气由液氮钢瓶供应，汲取剂水采纳自来水，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汲取过程，溶液由塔底经过液封管流出塔外，塔底有液相取样口，经汲取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：

试验中气体流量由转子流量计测量。但由于试验测量条件与转子流量计标定条件不肯定相同，故转子流量计的读数值必需进行校正。校正方法如下：

3.2体积汲取系数的测定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：

相平衡常数m与系统总压P和亨利系数E的关系如下：

式中：E—亨利系数，Pa

P—系统总压（试验中取塔内平均压力），Pa亨利系数E与温度T的关系为：

lgE=11.468-1922/T式中：T—液相温度（试验中取塔底液相温度），K。

依据试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。依据试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体积汲取常数

体积汲取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。本试验属于低浓气体汲取，近似取Y≈y、X≈x。

3.2.3被汲取的氨气量,可由物料衡算

(X1-X2)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—汲取剂水的流量，kmol/h。3.2.3.1进塔气相浓度的确定

式中：—氨气的流量，kmol/h。

依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Vaml、浓度为Mamol/l的标准硫酸溶液置于汲取瓶中，加入适量的水及2-3滴百里酚兰（指示剂），将汲取瓶连接在抽样尾气管线上（如装置图）。当汲取塔操作稳定时，尾气通过汲取瓶后尾气中的氨气被硫酸汲取，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状况，在取样分析前应使取样管尾气保持畅通，然后转变三通旋塞流淌方向，使尾气通过汲取瓶。

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)若尾气通入汲取瓶汲取至终点（瓶内溶液颜色由黄棕色变至黄绿色），则

10-3mol

(ii)若通入汲取瓶中的尾气已过量（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

10-3mol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；—通过湿式流量计的空气温度，K；

R—气体常数，R=8314N·m/(mol·K)。

由式（10）（11）可求得和，代人（9）即可得到，依据得到的和，由（7）即可得到。3.2.4对数平均浓度差

4试验步骤：

4.1先开启汲取剂（水）调整阀，当填料充分润湿后，调整阀门使水流量掌握在适当的数值，维持恒定；4.2启动风机，调整风量由小到大，观看填料塔内的流体力学状况，并测取数据，依据液泛时空气转子流

量计的读数，来选择合适的空气流量，本试验要求在两至三个不同气体流量下测定；

4.3为使进塔气相浓度约为5%，须依据空气的流量来估算氨气的流量，然后打开氨气钢瓶，调整阀门，使氨气流量满意要求；

4.4水汲取氨，在很短时间内操作过程便达到稳定，故应在通氨气之前将一切预备工作做好，在操作稳定之后，开启三通阀，使尾气通入汲取瓶进行尾气组成分析。在试验过程中，尤其是测量时，要确保空气、氨气和水流量的稳定；

4.5转变气体流量或汲取剂（水）流量重复试验：本次试验，掌握空气流量分别为8-8-9.6m3/h，水流量则相对应为30-36-30l/h；

4.6试验完毕，关闭氨气钢瓶阀门、水调整阀，切断风机电源，洗净分析仪器等。

5试验数据处理