填料吸收塔过程验
实验七填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定
实验六 吸收实验(一)丙酮填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定一、实验目的1、了解填料吸收塔的结构和流程；2、了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；3、掌握吸收总传质系数Kya 的测定方法。
二、实验内容1、测定吸收剂用量与气体进出口浓度y 1、y 2的关系;2、测定气体流量与气体进出口浓度y 1、y 2的关系;3、测定吸收剂及气体温度与气体进出口浓度y 1、y 2的关系; 三、实验原理吸收是分离混合气体时利用混合气体中某组分在吸收剂中的溶解度不同而达到分离的一种方法。
不同的组分在不同的吸收剂、吸收温度、液气比及吸收剂进口浓度下，其吸收速率是不同的。
所选用的吸收剂对某组分具有选择性吸收。
1、吸收总传质系数K y a 的测定传质速率式： N A =K y a ·V 填·△Ym (1)物料衡算式： G 空(Y 1-Y 2)=L(X 1-X 2) (2) 相平衡式： Y=mX (3)(1)和(2)式联立得： K y a=12()mG Y Y V Y -∆空填 (4)由于实验物系是清水吸收丙酮，惰性气体为空气，气体进口中丙酮浓度y 1>10%,属于高浓度气体吸收，所以： Y 1=111y y - ； Y 2= 221y y - ；G 空—空气的流量（由装有测空气的流量计测定）,Kmol/m 2·h ；V 填—与塔结构和填料层高度有关； 其中：22112211ln)()(mX Y mX Y mX Y mX Y Y m -----=∆ (5)02=X ； )(211Y Y LGX -=空 ；L —吸收剂的流量（由装有测吸收剂的流量计测定）, Kmol/m 2·h ； m---相平衡常数（由吸收剂进塔与出塔处装的温度计所测温度确定），吸收温度：附：流量计校正公式为：2出进t t t +=G G =, L/h (G N 为空气转子流量计读数) 单位变换：G A =空，Kmol/m 2·h ；（其中，A 为塔横截面积，PG n RT=）o L L M A=，Kmol/m 2·h ；（其中，L 0是水流量l/h ，M 0是水的摩尔质量）2、吸收塔的操作吸收操作的目标函数：y 2 或 η=影响y 2 有：1).设备因素；2).操作因素。
填料吸收塔实验报告
填料吸收塔实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过填料吸收塔的实验操作，探究填料吸收塔在气液传质过程中的性能和特点，以及填料对气液传质效果的影响。
二、实验原理。
填料吸收塔是一种常用的气液传质设备，其原理是通过填料的大表面积来增加气液接触面积，从而提高气液传质效果。
在填料吸收塔中，气体在填料层中上升，与液体逆流相接触，从而实现气体的吸收。
三、实验步骤。
1. 将实验装置搭建完成，确保填料吸收塔处于稳定状态。
2. 将填料吸收塔内加入一定量的填料，并将试验液体注入塔底。
3. 开启气体进口阀门，使气体通过填料吸收塔，并与试验液体接触。
4. 观察气体在填料吸收塔中的传质情况，记录气体进入和出塔的流量，并测定出塔气体的成分。
5. 根据实验数据，分析填料吸收塔的传质效果，并对填料的种类和填充量进行评价。
四、实验结果。
经过实验操作和数据分析，我们得出以下结论：1. 填料吸收塔能够有效提高气体的传质效果，填料的种类和填充量对传质效果有显著影响。
2. 在相同填充量的情况下，不同种类的填料对气体的吸收效果有所差异，表面积大的填料吸收效果更好。
3. 填料吸收塔内气液接触时间和接触面积的增加，有利于提高气体的吸收效果。
五、实验结论。
通过本次实验，我们深入了解了填料吸收塔在气液传质过程中的特点和性能，以及填料对传质效果的影响。
填料吸收塔在工业生产中具有重要的应用价值，能够有效提高气体的吸收效果，减少环境污染。
六、实验总结。
填料吸收塔实验为我们提供了一个直观的实验平台，使我们能够深入了解填料吸收塔的工作原理和传质效果。
通过实验操作和数据分析，我们对填料吸收塔有了更深入的认识，这对我们今后的学习和工作具有重要意义。
七、参考文献。
1. 王明，刘亮. 填料吸收塔传质特性的研究[J]. 化工技术与开发, 2018(5): 45-50.2. 李华，张三. 填料吸收塔传质效果的模拟与分析[J]. 化学工程, 2017(3): 78-82.八、致谢。
实验五填料吸收塔实验
实验五填料吸收塔实验一、实验目的及任务1.了解填料吸收装置的基本流程及设备结构；2.掌握总体积吸收系数的测定方法；3.了解气体空塔速度和喷淋密度对总吸收系数的影响；4.了解气体流速与压降的关系；5.测定规定条件下的总吸收系数；6.综合几个组的实验结果，分析操作条件对总吸收系数的影响；3.测定填料塔的流体力学性能。
二、基本原理2.1流体力学实验填料塔的压力降与泛点气速是填料塔设计与操作的重要流体力学参数。
气体通过填料层的压力降将随气液流量的变化而改变。
填料层的压力降△P/Z与空塔气速U的关系如图所示。
当无液体喷淋（L=0）时，△P/Z～U关系在双对数座标中为一斜率在1.8～2.0之间的直线。
如图中AB线。
当有一定的喷淋量时，（图中曲线1，2，3对应的流体喷淋量依次增大）。
△P/Z～U的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。
这两个转折点将△P/Z～U的关系线分为三个区段，即恒持液量区、载液区与液泛区。
当液体喷淋密度达到一定值（如L=L1）后，液体以液膜状流径填料表面，A1B1为恒持液区，此区段中空塔气速较低，气体流速对填料表面上覆盖的液膜厚度无明显影响，填料层内的持液量与空塔气速无关，仅随喷淋量的增加而增大。
此区段的△P/Z～U关系线与AB线平行，由于持液使填料层空隙率减小，故压降高于相同空塔气速下的干塔压降。
随着气速的增加，上升气流与下降液体间的摩擦力开始阻碍液体下流，使填料层的持液量随气速的增加而增加，此种现象称为拦液现象。
开始发生拦液现象时的空塔气速称为载点气速（如B1点）。
超过载点气速后，△P/Z～U关系线的斜率大于2。
在实测时，载点并不明显。
如果气速继续增大，由于液体不能顺利下流，而使填料层内持液量不断增多，以致几乎充满了填料层中的空隙，此时，压强降急据升高。
△P/Z～U关系线斜率可达10以上。
压强降曲线近于垂直上升的转折点称为泛点。
（如C1）达到泛点时的空塔气速称为液泛气速或泛点气速。
填料吸收塔过程实验
填料塔吸收过程实验一、实验目的：（1）了解填料吸收塔的基本结构，熟悉吸收实验装置的基本流程，搞清楚每一个附属设备的作用和设计意图。
（2）掌握产生液泛现象的原因和过程。
（3）明确吸收塔填料层压降Δp与空塔气速u在双对数坐标中的关系曲线及其意义，了解实际操作气速与泛点气速之间的关系。
（4）掌握测定含氨空气-水系统的体积吸收系数K Ya的方法。
（5）熟悉分析尾气浓度的方法。
（6）掌握气液体积转子流量计的使用方法和连接要求。
二、实验内容：⑴测定填料层压降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速；⑵固定液相流量和入塔混合气氨的浓度，在液泛速度以下取两个相差较大的气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积吸收总系数）；三、实验装置:填料吸收塔实验装置流程示意图1-鼓风机2-空气流量调节阀3-空气转子流量计、4-空气温度、5-液封管、6-吸收液取样口、7-填料吸收塔、8-氨瓶阀门、9-氨转子流量计、10-氨流量调节阀、11-水转子流量计、12-水流量调节阀、13-U 型管压差计、14-吸收瓶、15-量气管、16-水准瓶、17-氨气瓶、18-氨气温度、20-吸收液温度、21-空气进入流量计处压力实验流程示意图,空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量,空气通过流量计处的温度由温度计4测量,空气流量由放空阀2调节,氨气由氨瓶送出,•经过氨瓶总阀8进入氨气转子流量计9计量,•氨气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。
其流量由阀10调节5,然后进入空气管道与空气混合后进入吸收塔7的底部,水由自来水管经水转子流量计11,水的流量由阀12调节,然后进入塔顶。
分析塔顶尾气浓度时靠降低水准瓶16的位置,将塔顶尾气吸入吸收瓶14和量气管15。
•在吸入塔顶尾气之前,予先在吸收瓶14内放入5mL 已知浓度的硫酸作为吸收尾气中氨之用。
四、实验原理1.填料塔流体力学特性压强降决定了塔的动力消耗，是塔设计的重要参数。
吸收实验—填料塔吸收传质系数的测定.
实验八吸收实验—填料塔吸收传质系数的测定一、实验目的⒈了解填料塔吸收装置的基本结构及流程；⒉掌握总体积传质系数的测定方法；⒊测定填料塔的流体力学性能；⒋了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响；⒌了解气相色谱仪和六通阀在线检测CO2浓度和测量方法；二、基本原理气体吸收是典型的传质过程之一。
由于CO2气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验选择CO2作为溶质组分是最为适宜的。
本实验采用水吸收空气中的CO2组分。
一般将配置的原料气中的CO2浓度控制在10%以内，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理。
又CO2在水中的溶解度很小，所以此体系CO2气体的吸收过程属于液膜控制过程。
因此，本实验主要测定Kxa和HOL。
⒈计算公式：填料层高度h为：h=⎰h0dh=LKXaΩ⎰XbdXX-X*Xa=HOL⋅NOL A=LmV，则：NOL=11-Aln[(1-A)Yb-mXaYb-mXb+A]令：吸收因数HOL=LKxaΩ=hNOLKXa=LHOLΩ式中：h──填料层高度，m；L──液体的摩尔流量，kmol/s；Ω──填料塔的横截面积，m2；Kxa──以△X为推动力的液相总体积传质系数，kmol/(m3〃s)；HOL──液相总传质单元高度，m；NOL──液相总传质单元数，无因次；Xa，Xb──CO2在塔顶、塔底液相中的摩尔比浓度，无因次；Ya，Yb──CO2在塔顶、塔底气相中的摩尔比浓度，无因次。
⒉测定方法(a)空气流量和水流量的测定本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。
(b)测定塔顶和塔底气相组成yb和ya；(c)平衡关系。
本实验的平衡关系可写成： Y=mX 式中：m──相平衡常数，m=E/P；E──亨利系数，E＝f(t)，Pa，根据液相温度测定值由附录查得；P──总压，Pa。
对清水而言，Xa=0,由全塔物料衡算V(Yb-Ya)=L(Xb-Xa)，可得Xb。
填料吸收塔实验实验报告
填料吸收塔实验实验报告填料吸收塔实验实验报告摘要：本实验旨在研究填料吸收塔在不同操作条件下的性能表现。
通过改变填料高度和液体流量，观察吸收塔对气体组分的吸收效果，并分析吸收效率与操作条件的关系。
实验结果表明，填料高度和液体流量对吸收效率有显著影响，适当调整操作条件可以提高吸收效果。
1. 引言填料吸收塔是一种常用的气液分离设备，广泛应用于化工、环保等领域。
其主要原理是通过将气体与液体接触，使气体中的组分被液体吸收。
填料作为吸收塔的重要组成部分，具有较大的表面积，可提供更多的接触面积，提高吸收效率。
本实验旨在探究填料高度和液体流量对吸收效率的影响，为填料吸收塔的优化设计提供参考。
2. 实验装置与方法实验装置包括填料吸收塔、气体供给系统、液体供给系统、液体收集器和分析仪器等。
实验过程中，首先调节气体流量和液体流量，并记录初始值。
然后，通过改变填料高度和液体流量，分别进行不同条件下的实验，并记录吸收效果。
最后，对实验结果进行分析和总结。
3. 实验结果与分析3.1 填料高度对吸收效果的影响在实验中，我们分别设置了不同的填料高度，观察吸收效果。
结果显示，随着填料高度的增加，吸收效果逐渐提高。
这是因为较高的填料高度能够提供更多的接触面积，增加气体与液体的接触机会。
因此，在实际应用中，应尽量选择较高的填料高度，以提高吸收效率。
3.2 液体流量对吸收效果的影响另一方面，我们也研究了液体流量对吸收效果的影响。
实验中，我们改变了液体流量，并观察吸收效果。
结果显示，随着液体流量的增加，吸收效果有所提高。
这是因为较大的液体流量能够提供更多的溶剂，增加气体组分与液体的接触机会。
因此，在实际应用中，应根据需要适当调整液体流量，以提高吸收效果。
4. 结论通过本实验的研究，我们得出以下结论：- 填料高度对吸收效果有显著影响，较高的填料高度能够提供更多的接触面积，增加吸收效率。
- 液体流量对吸收效果有一定影响，较大的液体流量能够增加气体与液体的接触机会，提高吸收效率。
填料塔吸收过程实验.
实验题目：填料塔吸收过程实验 1实验4 填料塔吸收过程实验一、实验目的(1)了解填料吸收塔的基本结构，熟悉吸收实验装置的基本流程，搞清楚每一个附属设备的作用和设计意图。
(2)掌握产生液泛现象的原因和过程。
(3)明确吸收塔填料层压降ΔP与空塔气速u在双对数坐标中的关系曲线及其意义，了解实际操作气速与泛点气速之间的关系。
(4)掌握测定含氨空气-水系统的体积吸收系数Kya的方法。
(5)熟悉分析尾气浓度的方法。
(6)掌握气液体积转子流量计使用方法和安装要求，湿式流量计的使用方法和连接要求。
二、实验任务(1)观察在一定液体喷淋密度下，当气速增大到一定程度时产生的液泛现象，测得液泛气速，并根据液泛气速确定操作气速。
(2)根据实际测得的原始数据，在双对数坐标中画出填料层压降ΔP与空塔气速u的关系曲线。
(3)测定含氨空气-水系统在一定的操作条件下的体积吸收系数Kya。
(4)根据改变气相流量和改变液相流量测得不同的Kya的变化值的大小，判断此吸收过程是属气膜控制还是液膜控制。
(5)讨论影响吸收操作系统稳定的因素。
三、实验装置填料塔吸收操作及体积吸收系数的测定实验装置流程示意图见图1。
本实验装置的主要设备有填料吸收塔1、旋涡泵2、空气转子流量计3、四个U形管差压计(13、14、15、16)、氨气钢瓶4、氨气压力表5、氨气减压阀6、氨气稳压罐7、氨气转子流量计8、水转子流量计9、吸收瓶10、湿式流量计11、三通旋塞12、温度计17、18、19。
本实验物系为水-空气-氨气。
由旋涡气泵产生的空气与从液氮钢瓶经过减压阀后的氨气混合后进入填料塔底部。
吸收剂水从塔顶喷淋而下，从塔底经液封装置排出。
气液在填料层内接触、传质，经吸收后的尾气从塔顶排出。
很少量的一小部分尾气通过三通阀引进洗气瓶，洗气瓶内装有已知浓度和一定体积量的稀硫酸，尾气与稀硫酸进行中和反应，经吸收后的尾气通入湿式流量计后放空。
从湿式流量计可以测出此小部分尾气经过洗气瓶的空气体积量。
填料吸收塔操作及吸收传质系数的测定
填料精馏塔的操作与塔效率的测定金世成2014301040177实验数据处理装置编号：塔型：浆叶式搅拌萃取塔塔内径：37mm 溶质：A ：苯甲酸稀释剂B ：煤油萃取剂S ：水连续相：水分散相：煤油重相密度：997.5kg·m -3轻相密度：800kg·m -3流量计转子密度ρf ：7900kg·m -3塔的有效高度：0.75m 塔内温度t ＝23.6℃多次测得的数据取平均值，得如下表格1、重相水的密度：ρH2O =-0.0055×23.62+0.0228×23.6+999.99=997.5kg·m -32、轻相煤油的密度：800kg·m -33、塔底重相质量m 1:m 1=ρH2O ×V H2O =0.9975×25g =24.94g4、塔底轻相质量m 2:m 2=ρ煤油×V 煤油=0.8×10g =8g5、根据X Rb =（C NaOH ×V NaOH ×M NaOH ）/（m 2+C NaOH ×V NaOH ×M NaOH ），可依次得到实验序号为1，2，3的X Rb 值6、根据X Rt =（C NaOH ×V NaOH ×M NaOH ）/（m 2+C NaOH ×V NaOH ×M NaOH ），可依次得到实验序号为1，项目\实验序号123桨叶转速转/分200258296水转子流量计读数L ·h -14煤油转子流量计读数L ·h -16校正得到的煤油实际流量L ·h -14.53浓度分析NaOH 溶液浓度mol ·L -10.01052塔底轻相X Rb样品体积mL 101010NaOH 体积mL 6.73 6.60 6.67塔顶轻相X Rt 样品体积mL 101010NaOH 体积mL 4.15 3.30 2.50塔底重相Y Eb样品体积mL 102525NaOH 体积mL 0.200.874.21计算及实验结果塔底轻相浓度X RbkgA/kgB 3.539×10-4 3.470×10-4 3.507×10-4塔顶轻相浓度X Rt kgA/kgB 2.182×10-4 1.735×10-4 1.315×10-4塔底重相浓度Y Eb kgA/kgB 8.436×10-61.468×10-57.103×10-5水流量S kgS ·h -1 3.99煤油流量B kgB ·h -14.8传质单元数N OE 0.0304350.0594940.35448传质单元高度H OE 24.6426812.60631 2.11578体积总传质系数Y E a[m ·h ·(kgA/kgS)]150.5884294.36871753.922，3的X Rt值7、Y Eb=（C NaOH×V NaOH×M NaOH）/（m1+C NaOH×V NaOH×M NaOH），可依次得到实验序号为1，2，3的Y Ebt值9、作操作线，操作线方程B（X Rb-X Rt）=S(Y Eb-Y Et),由操作线上取一系列X R值，再由平衡曲线找出一系列对应的Y E*值。
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填料吸收塔过程验————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：填料塔吸收过程实验一、实验目的：（1）了解填料吸收塔的基本结构，熟悉吸收实验装置的基本流程，搞清楚每一个附属设备的作用和设计意图。
（2）掌握产生液泛现象的原因和过程。
（3）明确吸收塔填料层压降Δp与空塔气速u在双对数坐标中的关系曲线及其意义，了解实际操作气速与泛点气速之间的关系。
（4）掌握测定含氨空气-水系统的体积吸收系数K Ya的方法。
（5）熟悉分析尾气浓度的方法。
（6）掌握气液体积转子流量计的使用方法和连接要求。
二、实验内容：⑴测定填料层压降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速；⑵固定液相流量和入塔混合气氨的浓度，在液泛速度以下取两个相差较大的气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积吸收总系数）；三、实验装置:填料吸收塔实验装置流程示意图1-鼓风机 2-空气流量调节阀 3-空气转子流量计、4-空气温度、5-液封管、6-吸收液取样口、7-填料吸收塔、8-氨瓶阀门、9-氨转子流量计、10-氨流量调节阀、 11-水转子流量计、12-水流量调节阀、13-U 型管压差计、14-吸收瓶、15-量气管、16-水准瓶、17-氨气瓶、18-氨气温度、20-吸收液温度、21-空气进入流量计处压力实验流程示意图,空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量,空气通过流量计处的温度由温度计4测量,空气流量由放空阀2调节,氨气由氨瓶送出,•经过氨瓶总阀8进入氨气转子流量计9计量,•氨气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。
其流量由阀10调节5,然后进入空气管道与空气混合后进入吸收塔7的底部,水由自来水管经水转子流量计11,水的流量由阀12调节,然后进入塔顶。
分析塔顶尾气浓度时靠降低水准瓶16的位置,将塔顶尾气吸入吸收瓶14和量气管15。
•在吸入塔顶尾气之前,予先在吸收瓶14内放入5mL 已知浓度的硫酸作为吸收尾气中氨之用。
四、实验原理 1.填料塔流体力学特性压强降决定了塔的动力消耗，是塔设计的重要参数。
压强降与气液流量有关，不同喷淋量下填料层的压强降p ∆与气速u 的关系如下图所示：在双对数坐标系中，无液体喷淋即喷淋量0L 0=时，干填料的u ~p ∆是一条斜率为1.8~2的直线（图中aa 线）。
当有一定的喷淋量时，u ~p ∆的关系变成折线，并存在两个转折点，在低气速下（C 点以前）压降正比于气速的1.8~2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc 段）。
气速增加，出现载点（图中c 点），持液量开始增大，u ~p ∆向上弯曲，斜率变大，（图中cd 段）。
到液泛点（图中d 点）后，在几乎不变的气速下，压降急剧上升。
这两个转折点将u ~p ∆分为三个区段：恒持液量区、载液区与泛液区。
2.传质性能吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定是获取吸收系数的根本途径。
对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数将随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。
本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨，混合气体中氨的浓度很低，吸收所得的溶液浓度也不高，可认为气-液平衡关系服从亨利定律，方程式mX Y *=，又因是常压操作，相平衡常数m 值仅是温度的函数。
故可用对数平均浓度差法计算填料层传质平均推动力，相应的传质速率方程式为：m p a Y A Y V K G ∆••=所以 )/(m p A a Y Y V G K ∆•= 其中 22112211ln)()(e e e e m Y Y Y Y Y Y Y Y Y -----=∆式中G A —单位时间内氨的吸收量[kmol/h]； K Ya —总体积传质系数[kmol/m 3·h]； V p —填料层体积[m 3]； △Y m —气相对数平均浓度差； Y 1—气体进塔时的摩尔比，)B (kmol )A (kmol ；Y e1—与出塔液体相平衡的气相摩尔比； Y 2—气体出塔时的摩尔比，)B (kmol )A (kmol ；Y e2—与进塔液体相平衡的气相摩尔比。
3.计算公式 (1) 亨利系数0.3254167t 10511905.7t 1092857.7E 224+**+**=-- (2) 总体积传质系数K Ya 、气相总传质单元高度H OGmp A Ya Y V G K ∆•=/a 、标准状态下的空气流量V 0：21210010T T PP P T V V ••••= [m 3/h] 式中：V 1——空气转子流量计示值 [m 3/h] T 0、P 0——标准状态下的空气的温度和压强 T 1、P 1——标定状态下的空气的温度和压强 T 2、P 2——使用状态下的空气的温度和压强 b 、标准状态下的氨气流量V 0’[m 3/h]式中：V 1’——氨气转子流量计示值 [m 3 / h] ρ01——标准状态下氨气的密度1.293 [kg / m 3] ρ02——标定状态下氨气的密度0.781 [kg / m 3]如果氨气中纯氨为98%，则纯氨在标准状态下的流量V 0’’为： V 0’’=0.98*V 0’c 、惰性气体的摩尔流量G ： G=V 0 / 22.4d 、单位时间氨的吸收量G A ：G A =G*(Y 1-Y 2)e 、进气浓度Y 1：211n n Y =f 、尾气浓度Y 2：4.22/***202T TV V N Y ss =式中：N s ——加入分析盒中的硫酸当量浓度 [N] V s ——加入分析盒中的硫酸溶液体积 [ml] V ——湿式气体流量计所测得的空气体积 [ml] T 0——标准状态下的空气温度 [K]T ——空气流经湿式气体流量计时的温度 [K] g 、对数平均浓度差m Y )(∆：2121)()(ln)()()(e e e e m Y Y Y Y Y Y Y Y Y -----=∆Y e2=0210221010010''T T P P P T V V ••••••=ρρ1e1X m Y *=P=大气压+塔顶表压+（填料层压差）/2 m=E / PS A 1L /G X =式中： E ——亨利常数Ls ——单位时间喷淋水量 [kmol / h] P ——系统总压强h 、气相总传质单元高度：a Y OG K G H /'=式中：G’——混合体气通过塔截面的摩尔流速 i 、吸收率五、实验步骤1. 测量干填料层(△P ／Z)─u 关系曲线:先全开调节阀 2,后启动鼓风机,用阀 2 调节进塔的空气流量,按空气流量从小到大的顺序读取填料层压降△P,转子流量计读数和流量计处空气温度,•然后在对数坐标纸上以空塔气速 u 为横坐标,以单位高度的压降△P ／Z 为纵坐标,标绘干填料层(△P ／Z)─u 关系曲线(见图二). 2. 测量某喷淋量下填料层(△P ／Z)─u 关系曲线:用水喷淋量为40L ／h 时,用上面相同方法读取填料层压降△P,•转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象, •一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。
在对数坐标纸上标出液体喷淋量为40L ／h 下(△P ／z)─u•关系曲线(见图二),确定液泛气速并与观察的液泛气速相比较。
(1)选泽适宜的空气流量和水流量(建议水流量为30L ／h)•根据空气转子流量计读数为保证混合气体中氨组分为0.02-0.03左右摩尔比，计算出氨气流量计流量读数。
(2)先调节好空气流量和水流量,打开氨气瓶总阀8调节氨流量,使其达到需要值,在空气,氨气和水的流量不变条件下操作一定时间过程基本稳定后,•记录各流量计读数和温度,记录塔底排出液的温度,并分析塔顶尾气及塔底吸收液的浓度。
(3)尾气分析方法:100%Y Y Y 121A *-=ϕa.排出两个量气管内空气,使其中水面达到最上端的刻度线零点处,并关闭三通旋塞。
b.用移液管向吸收瓶内装入5mL浓度为0.005Ｍ左右的硫酸并加入1─2滴甲基橙指示液。
c.将水准瓶移至下方的实验架上,缓慢地旋转三通旋塞,让塔顶尾气通过吸收瓶,旋塞的开度不宜过大,以能使吸收瓶内液体以适宜的速度不断循环流动为限。
从尾气开始通入吸收瓶起就必需始终观察瓶内液体的颜色,•中和反应达到终点时立即关闭三通旋塞,•在量气管内水面与水准瓶内水面齐平的条件下读取量气管内空气的体积。
若某量气管内已充满空气,但吸收瓶内未达到终点,可关闭对应的三通旋塞,•读取该量气管内的空气体积,同时启用另一个量气管,继续让尾气通过吸收瓶。
d.用下式计算尾气浓度Y2因为氨与硫酸中和反应式为: 2NH3＋H2SO4＝(NH4)2SO4所以到达化学计量点(滴定终点)时,被滴物的摩尔数nNH3和滴定剂的摩尔数nH2SO4之比为: nNH3∶nH2SO4＝2∶1nNH3＝2nH2SO4＝2MH2SO4·ＶH2SO4Y2＝空气Nn NH3＝4.22(42422）量气管量气管TTVSOHSOH VM⨯•式中: n NH3,N空气─分别为NH3和空气的摩尔系数,M H2SO4─硫酸溶液体积摩尔浓度,mol溶质／溶液∨H2SO4━硫酸溶液的体积, ｍl∨量气管━量气管内空气的总体积, ｍlT─标准状态时绝对温度 273K,T─操作条件下的空气绝对温度 K 。
(4)塔底吸收液的分析方法:a.当尾气分析吸收瓶达中点后即用三角瓶接取塔底吸收液样品,约200mL并加盖。
b.用移液管取塔底溶液10mL置于另一个三角瓶中,加入2滴甲基橙指示剂。
c.将浓度约为0.05M的硫酸置于酸滴定管内,•用以滴定三角瓶中的塔底溶液至终点。
(5)水喷淋量保持不变,加大或减小空气流量,相应地改变氨流量,使混合气中的氨浓度与第一次传质实验时相同,从复上述操作,测定有关数据。
六、使用实验设备应注意的事项:1.启动鼓风机前,务必先全开放空阀2。
2.做传质实验时,水流量不能超过40L ／h,否则尾气的氨浓度极低,•给尾气分析带来麻烦。
3.两次传质实验所用的进气氨浓度必需一样。
七、思考题⑴ 流体通过干填料压降与式填料压降有什么异同？答：当气体自下而上通过填料时产生的压降主要用来克服流经填料层的形状阻力。
当填料层上有液体喷淋时，填料层内的部分空隙为液体所充满，减少了气流通道截面，在相同的条件下，随液体喷淋量的增加，填料层所持有的液量亦增加，气流通道随液量的增加而减少，通过填料层的压降将随之增加。
⑵ 填料塔的液泛和哪些因素有关？答：填料塔的液泛和填料的形状、大小以及气液两相的流量、性质等因素有关。
⑶ 填料塔的气液两相的流动特点是什么？答：填料塔操作时。