江苏大学化工原理实验六吸收实验
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姓名院 专业 班 年 月 日 实验内容 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K Y a .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o u [m/s]为横坐标,单位填料层压降ZP ∆[mmH 20/m]为纵坐标,在双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。
当液体喷淋量L 0=0时,可知Z P ∆~o u 关系为一直线,其斜率约1.0—2,当喷淋量为L 1时,ZP ∆~o u 为一折线,若喷淋量越大,折线位置越向左移动,图中L 2>L 1。
每条折线分为三个区段,Z P ∆值较小时为恒持液区,Z P ∆~o u 关系曲线斜率与干塔的相同。
Z P ∆值为中间时叫截液区,ZP ∆~o u 曲线斜率大于2,持液区与截液区之间的转折点叫截点A 。
Z P ∆值较大时叫液泛区,吸收实验姓名院 专业 班 年 月 日 实验内容 指导教师 ZP ∆~o u 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ZP ∆~o u 关系图图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,吸收姓名院 专业 班 年 月 日 实验内容 指导教师 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: m Ya A Y H K N ∆⋅⋅Ω⋅= (1) 式中:N A ——被吸收的氨量[kmolNH 3/h];Ω——塔的截面积[m 2]H ——填料层高度[m]∆Y m ——气相对数平均推动力K Y a ——气相体积吸收系数[kmolNH 3/m 3·h]被吸收氨量的计算,对全塔进行物料衡算(见图2-2-7-2):)()(2121X X L Y Y V N A -=-= (2) 式中:V ——空气的流量[kmol 空气/h]L ——吸收剂(水)的流量[kmolH 20/h]Y 1——塔底气相浓度[kmolNH 3/kmol 空气]Y 2——塔顶气相浓度[kmolNH 3/kmol 空气]X 1,X 2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolNH 3/kmolH 20]由式(1)和式(2)联解得:mYa Y H Y Y V K ∆⋅⋅Ω-=)(21 (3) 为求得K Y a 必须先求出Y 1、Y 2和∆Y m 之值。
最新化工原理实验报告吸收实验要点在进行化工原理实验,特别是吸收实验时,有几个关键要点需要关注:1. 实验目的:理解吸收过程中的质量传递原理,掌握吸收塔的操作和设计基础,以及熟悉相关设备的使用。
2. 实验原理:吸收实验通常涉及将气体中的某一组分通过与液体接触而转移到液体中的过程。
这一过程依赖于气液之间的浓度差和接触面积。
通常,气体从塔底进入,液体从塔顶喷洒下来,气体和液体在塔内逆流接触,实现质量传递。
3. 实验设备:主要包括吸收塔、气体流量计、液体流量计、温度计、压力计、分析仪器(如气相色谱仪)等。
确保所有设备校准正确,以保证实验数据的准确性。
4. 实验步骤:- 准备工作:检查所有设备是否正常,准备实验所需的化学试剂和标准溶液。
- 实验操作:按照实验指导书进行操作,包括设定气体和液体的流速、温度和压力等参数。
- 数据记录:准确记录实验过程中的所有观察和测量数据,包括气液流量、塔内温度和压力等。
- 结果分析:根据实验数据,计算吸收效率,分析影响吸收效果的因素。
5. 安全注意事项:在实验过程中,要严格遵守实验室安全规则,使用个人防护装备,处理化学品时要小心谨慎。
6. 实验结果分析:通过对收集到的数据进行分析,可以确定吸收塔的效率和操作条件对吸收效果的影响。
此外,还可以通过对比理论值和实验值,来评估实验的准确性和可靠性。
7. 结论:基于实验结果和分析,得出关于吸收过程效率和操作参数对吸收效果影响的结论。
同时,提出可能的改进措施和建议。
8. 参考文献:列出实验报告中引用的所有文献和资料,确保信息来源的准确性和可靠性。
以上是吸收实验的主要内容要点,每个实验报告的具体内容可能会根据实验的具体要求和条件有所不同。
姓名院 专业 班 年 月 日 实验内容 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K Y a .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o u [m/s]为横坐标,单位填料层压降ZP ∆[mmH 20/m]为纵坐标,在双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。
当液体喷淋量L 0=0时,可知Z P ∆~o u 关系为一直线,其斜率约1.0—2,当喷淋量为L 1时,ZP ∆~o u 为一折线,若喷淋量越大,折线位置越向左移动,图中L 2>L 1。
每条折线分为三个区段,Z P ∆值较小时为恒持液区,Z P ∆~o u 关系曲线斜率与干塔的相同。
Z P ∆值为中间时叫截液区,ZP ∆~o u 曲线斜率大于2,持液区与截液区之间的转折点叫截点A 。
Z P ∆值较大时叫液泛区,吸收实验姓名院 专业 班 年 月 日 实验内容 指导教师 ZP ∆~o u 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ZP ∆~o u 关系图图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,吸收姓名院 专业 班 年 月 日 实验内容 指导教师 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: m Ya A Y H K N ∆⋅⋅Ω⋅= (1) 式中:N A ——被吸收的氨量[kmolNH 3/h];Ω——塔的截面积[m 2]H ——填料层高度[m]∆Y m ——气相对数平均推动力K Y a ——气相体积吸收系数[kmolNH 3/m 3·h]被吸收氨量的计算,对全塔进行物料衡算(见图2-2-7-2):)()(2121X X L Y Y V N A -=-= (2) 式中:V ——空气的流量[kmol 空气/h]L ——吸收剂(水)的流量[kmolH 20/h]Y 1——塔底气相浓度[kmolNH 3/kmol 空气]Y 2——塔顶气相浓度[kmolNH 3/kmol 空气]X 1,X 2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolNH 3/kmolH 20]由式(1)和式(2)联解得:mYa Y H Y Y V K ∆⋅⋅Ω-=)(21 (3) 为求得K Y a 必须先求出Y 1、Y 2和∆Y m 之值。
化工原理实验报告吸收实验要点————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:ﻩ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K Y a.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o u [m/s]为横坐标,单位填料层压降ZP∆[mmH 20/m]为纵坐标,在双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。
当液体喷淋量L 0=0时,可知ZP∆~o u 关系为一直线,其斜率约1.0—2,当喷淋量为L 1时,ZP∆~o u 为一折线,若喷淋量越大,折线位置越向左移动,图中L 2>L 1。
每条折线分为三个区段,ZP∆值较小时为恒持液区,Z P ∆~o u 关系曲线斜率与干塔的相同。
Z P ∆值为中间时叫截液区,ZP∆~o u 曲线斜率大于2,持液区与截液区之间的转折点叫截点A。
Z P ∆值较大时叫液泛区,ZP∆~o u 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。
吸收实验图2-2-7-1 填料塔层的ZP∆~o u 关系图图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:m Ya A Y H K N ∆⋅⋅Ω⋅=(1)式中:N A ——被吸收的氨量[kmolN H3/h];Ω——塔的截面积[m 2]H ——填料层高度[m ]∆Y m ——气相对数平均推动力KY a ——气相体积吸收系数[k molN H3/m 3·h] 被吸收氨量的计算,对全塔进行物料衡算(见图2-2-7-2):)()(2121X X L Y Y V N A -=-=(2)式中:V ——空气的流量[kmol 空气/h]L——吸收剂(水)的流量[kmol H20/h] Y 1——塔底气相浓度[kmolNH 3/kmol 空气] Y 2——塔顶气相浓度[kmolNH 3/km ol空气]X 1,X 2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmo lNH 3/kmolH 20]由式(1)和式(2)联解得:mYa Y H Y Y V K ∆⋅⋅Ω-=)(21(3)为求得KYa 必须先求出Y 1、Y 2和∆Y m 之值。
填料塔流体力学特性与吸收系数的测定一、实验目的:1.观察填料塔内气液两相流动情况和液泛现象2.测定干、湿填料层压降,在双对数坐标纸上标绘出空塔气速与湿填料层压降的关系曲线。
3.了解填料吸收塔的流程及构造。
4.测定在一定条件下,用水吸收空气中氨的吸收系数。
二、实验原理:填料塔压降和泛点与气、液相流量的关系是其主要的流体力学特性。
吸收塔的压降与动力消耗密切相关,而根据泛点则可确定吸收塔的适宜气、液相流量。
气体通过填料塔时,由于存在形体及表皮阻力而产生压力降。
无液体喷淋时,气体的压力降仅与气体的流速有关,在双对数坐标纸上压力降与空塔速度的关系为一直线,称为干填料压降曲线。
当塔内有液体喷淋时,气体通过填料塔的压力降,不仅与气体流速有关,而且与液体的喷淋密度有关。
在一定的喷淋密度下,随着气速增大,依次出现载点和泛点,相应地∆P/Z ~U 曲线的斜率也依次增大,成为湿填料压降曲线。
因为液体减小了空隙率,所以后者的绝对值和斜率都要比前者大。
吸收系数是吸收设备的主要性能参数,影响吸收系数的因素包括气体流速、液体喷淋密度、温度、填料的自由体积、比表面积以及气液两相的物化性质等。
本吸收实验以水为吸收剂,吸收空气-氨气体系中的氨。
因为氨气为易溶气体,所以此吸收操作属气膜控制。
吸收系数随着气速的增大而增大,但气速增大至某一数值时,会出现液泛现象,此时塔的正常操作将被破坏。
本实验所用的混合气中,氨气浓度很低,吸收所得的溶液浓度也不高。
气液两相的平衡关系可认为符合亨利定律mX Y =*吸收过程的传质速率方程为:m Y A Y V a K N ∆⋅=填 吸收过程的物料衡算式为:()21Y Y V N A -= 式中:A N ——氨的吸收量,kmol/sV ——空气流量,kmol/s1Y ——塔底气相浓度,kmolNH 3/kmolair 2Y ——塔顶气相浓度,kmolNH 3/kmolaira K Y ——以气相摩尔比差为推动力的体积吸收系数,s kmol/m 3⋅本实验所用装置与流程如图1所示,清水的流量由转子流量计显示。
化工原理实验报告_吸收
实验名称:吸收实验
实验目的:
1. 掌握吸收塔的操作方法;
2. 熟悉吸收塔的工作原理;
3. 了解吸收塔在化工过程中的应用。
实验原理:
吸收是指将气体中的某种成分溶解在液体中的过程。
在工业生产中,吸收常用于气体分离和净化。
吸收塔是常用的吸收装置,常见的吸收塔有塔板吸收塔和填料吸收塔两种类型。
实验仪器及材料:
1. 塔式吸收塔;
2. 气源;
3. 转子流量计;
4. 吸收液;
5. 相应的连接管道。
实验步骤:
1. 将吸收液倒入吸收塔中,注意液位不要过高;
2. 连接气源至吸收塔的底部,控制气源流量;
3. 打开气源,调节气源流量;
4. 连接转子流量计并调节流量;
5. 观察吸收液的变化并记录实验数据。
实验数据记录和分析:
根据实验步骤所得到的数据,可以计算出气体吸收的效率和吸收塔的传质系数。
根据数据分析,可以得到吸收塔的工作效果和适用范围。
实验结果和结论:
通过实验可以得到气体吸收的效率和吸收塔的传质系数,进而评估吸收塔的性能。
根据实验结果,可以判断吸收塔是否适用于化工过程中的气体分离和净化。
根据实验结果和结论,可以调整吸收塔的操作方法和参数,进一步优化吸收塔的性能。
实验注意事项:
1. 操作吸收塔时需注意安全,避免发生意外事故;
2. 控制气源流量时需谨慎,避免发生压力过大或流量过大的情况;
3. 实验结束后,及时清洗吸收塔和相关设备。
化工原理吸收实验报告 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】一、实验目的1.了解填料塔的一般结构及吸收操作的流程。
2.观察填料塔流体力学状况,测定压降与气速的关系曲线。
3.掌握总传质系数K x a的测定方法并分析其影响因素。
4.学习气液连续接触式填料塔,利用传质速率方程处理传质问题的方法。
二、实验原理本实验先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后(并流操作),送入解吸塔再用空气进行解吸,实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数K x a,并进行关联,得K x a=AL a V b的关联式。
同时对不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。
1.填料塔流体力学特性气体通过干填料层时,流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。
在双对数坐标系中△P/Z对G'作图得到一条斜率为~2的直线(图1中的aa线)。
而有喷淋量时,在低气速时(c点以前)压降也比例于气速的~2次幂,但大于同一气速下干填料的压降(图中bc段)。
随气速增加,出现载点(图中c点),持液量开始增大。
图中不难看出载点的位置不是十分明确,说明汽液两相流动的相互影响开始出现。
压降~气速线向上弯曲,斜率变徒(图中cd段)。
当气体增至液泛点(图中d点,实验中可以目测出)后在几乎不变的气速下,压降急剧上升。
图1 填料层压降-空塔气速关系2.传质实验填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。
在填料塔中,两相传质主要是在填料有效湿表面上进行。
需要完成一定吸收任务所需填料高度,其计算方法有:传质系数法、传质单元法和等板高度法。
本实验对富氧水进行解吸。
由于富氧水浓度很小,可认为气液两相平衡服从亨利定律,可用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。
得速率方程式:相关的填料层高度的基本计算式为:OL OLN ZH = 其中,m x x e OL x x x x x dx N ∆-=-=⎰2112 Ω=a K L H x OL由于氧气为难溶气体,在水中的溶解度很小,因此传质阻力几乎全部集中于液膜中,即Kx=kx 。
实验四 吸收实验
一、
实验目的
1. 了解填料吸收塔的基本构造、吸收过程的基本流程及其操作。
2. 掌握吸收总传质系数 Kya 的测定方法。
二、 实验原理
对低浓度气体吸收且平衡线为直线的情况,吸收传质速率由吸收方程决
定
m ya A y V K N ∆=填
则只要测出 N A ,测出气相的出、入塔浓度,就可计算 Kya ,而 ()21y y V N A -=
式中 V 为混合气体的流量,mol/s ,由转子流量计测定,y 1、y 2分别为进塔和出塔气相的组成(摩尔分率),用气相色谱分析得到。
液相出塔浓度由全塔物料衡算得到。
计算Δy m 时需用平衡数据,本实验的平衡数据如下所示。
丙酮、空气混合气体中丙酮的极限浓度 y s *
与空气温度t 的关系(压强为 1.2×105
Pa )
丙酮的平衡溶解度
三、实验流程
实验装置包括空气输送,空气和丙酮鼓泡接触以及吸收剂供给和气液两相在填料塔中逆流接触等部分,其流程示意如图所示。
空气的压力定为 0.2×10 4Pa。
四、实验操作步骤及操作要领
1.熟悉实验流程,学习填料塔的操作。
在空气流量恒定条件下,改变清水流量,测定
气体进出口浓度 y 1和 y 2,计算组分回收率η、传质推动力Δy m和传质系数 Kya;
2.在清水流量恒定条件下,改变空气流量,测定气体进出口浓度 y 1和 y 2,计算组
分回收率η、传质推动力Δym和传质系数 Kya;
3.改变吸收液体的温度,重复实验;
4.在控制定值器的压强时应该注意干将空压机的出口阀门微开。
5.加热水时,要缓慢调节变压器的旋钮。
6.调节参数后要有一段稳定时间,直至出口水温基本恒定,取样时先取y2再取 y 1;
7.转子流量计的读数要注意换算;
8.气体流量不能超过 600L/h。
液体流量不能超过 7L/h,防液泛。
五、实验数据记录
1.设备参数和有关常数
实验装置的基本尺寸:塔内径 34 mm ; 填料层高度 24 cm ;
自查丙酮 —空气物系的平衡数据: 大气压 101.33kPa ; 室温 14 ℃。
六、 实验数据处理
以序号1为例计算过程如下:
查数据可知,14℃时水的密度ρ=999.3 kg/m
3
()
()
s mol RT PV N /05114.02733.13315.83600/104001033.1011002.0336=+⨯⨯⨯⨯+⨯==-
s mol L /03084.018
3600103.9991023
3=⨯⨯⨯⨯=-
根据物料守恒,Vy 1+Lx 2=Vy 2+Lx 1
则()()00103.003084
.000677
.001298.0005114.0211=-⨯=-=
L y y V x 942
.033.12134.11434.11401.0143
.1x k 1434.1906.010425.3906.0-599.1425.13t =====
=
=+÷⨯==∙P E m kpa
P E pa P C 平衡分压
平衡分压)(时,由平衡数据计算得
当
00097.000103.0942.0*11=⨯==mx y
()()00914.0*)
(*)(ln
*-*22112211=----=
∆y y y y y y y y y m
()()5211017214.300677
.001298.0005114.0-⨯=-⨯=-=y y V N A 93.1500914.024.0034.04
1017214.325
-=⨯⨯⨯⨯=∆=
πm
A y V N Kya 填
七、 实验结果与讨论
1. 从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量对吸收过程的影响?。
答:当液相推动力阻力较小时,增加液体流量,总传质系数基本不变。
溶质吸收量的增
加,主要是由于传质平均推动力增大引起的。
当液相阻力较大时,增大液体流量,总传质系数会增加,而平均推动力可能减小,
但总的结果是传质速率增大,而溶质吸收率增大。
2.从实验数据分析水吸收丙酮是气膜控制还是液膜控制,还是两者兼有之?
答:丙酮为易溶气体,对比三四组实验数据,提高吸收剂的温度,1/ Kya 增大,符合气
膜控制。
3. 填料吸收塔底为什么必须有液封装置,液封装置是如何设计的?
答:防止实验过程中吸收剂从吸收塔底流出,影响实验结果。
液封装置设计:在塔底
添加液封装置。
4. 在该实验装置上如何验证吸收剂温度对吸收过程影响?
答:设置不同操作温度下的吸收实验,对吸收剂水加热,如,第四组实验吸收剂水的温
度变高。
5. 查出丙酮的平衡数据,拟合出计算式。
答:在较低浓度下有x y 942.0* 。
6. 如何正确使用转子流量计?
答:使转子流量计保持垂直,等转子稳定时再读数,在测定实际流量时,要校正读数。
7. 若没有达到稳定状态就测数据,对结果有何影响?
答:若没有达到稳定状态,则丙酮的气液相则没有达到平衡,导致吸收量偏小,y 2偏大,
N A 偏小,x 1偏小,Kya 可能偏大,可能偏小。
8.读数是否要同时进行?
答:读数不同时进行,应先取出口气体,再取入口气体。