化工原理实验—吸收
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氧解析-化工原理-吸收-实验报告一、实验目的1. 学习氧解析法的基本原理和实验操作。
2. 了解化学吸收法的原理及其在氧解析中的应用。
3. 掌握氧解析实验中的基本操作技能。
二、实验原理1.氧解析原理氧解析的原理是利用红色五价铁离子与氧气发生氧化反应的原理,通过测定铁离子还原的电位差来确定氧气的含量。
具体反应式如下:Fe2+ + 1/4O2 + 2H+ → Fe3+ + 1/2H2O由于1mol电子交换可产生1.23V电势,通过测定铁离子还原电位和标准电极电位的差值,即可得到氧气的含量。
2.化学吸收原理化学吸收法是通过某种吸收剂与被测气体的化学反应来去除被测气体中的某种成分的方法。
吸收剂可选择性地吸收被测气体中的某种成分,然后通过吸收前后吸收剂的质量差来确定该成分的含量。
在氧解析中,选择NaOH作为吸收剂,用于吸收氧气。
三、实验步骤1. 洗涤仪器:将氧解析仪、吸收瓶、饱和盐水瓶和试管用酒精清洗干净。
2. 理顺连接线:将氧解析仪与吸收瓶通过橡胶软管连接,吸收瓶与饱和盐水瓶通过橡胶软管连接,饱和盐水瓶与试管通过橡胶软管连接。
3. 加入吸收剂:将20mL的0.1mol/L NaOH溶液倒入吸收瓶中。
4. 预处理:将氧解析仪的样品室和参比室用稀硝酸洗涤干净,然后用蒸馏水冲洗干净。
5. 校准:用样品室中的氧气校准氧解析仪,通过调节样品室中的Hg电极电势,使得氧解析仪显示的氧气浓度与标准气体浓度一致。
6. 吸氧:将被测气体(氮气与氧气混合气体)通过饱和盐水瓶并以一定流速进入吸收瓶,其中氧气被NaOH吸收,剩余的氮气流经氧解析仪,接着通过排气口排出实验室。
7. 计算:通过测定吸收剂的重量差和转化率计算氧气的含量。
四、实验结果与分析实验中测得的吸收剂重量差为0.23g,转化率为95%,因此氧气的含量为100%-95%=5%。
五、实验结论本实验通过氧解析法和化学吸收法,成功测定了氧气的含量。
实验结果表明本实验的测量结果较为准确,具有较高的稳定性和重复性,可有效满足实际应用需求。
1、吸收是根据混合气体中各组分()不同而将混合()进行分离的一种典型的单元操作2、吸收是分离()的单元操作。
3、吸收操作的目的(),依据是()4、吸收操作的应用:5、填料塔主要构件:6、常用填料:7、填料塔内提供气液两相接触的场所的是()。
8、填料应具有较()的(),以增大塔内传质面积。
9、吸收塔内填装一定高度的料层,作用是为气液两相提供足够的()10、对吸收操作影响较大的填料特性()11、常见的连续接触式的气液传质设备是()塔,塔内()为分散相,()为连续相,塔内顶部应设()装置,中部应设()装置。
12、吸收速度取决于(),因此,要提高气-液两流体相对运动速率,可以()来增大吸收速率将(),13、对一定操作条件下的填料吸收塔,如将填料层增高一些,则该塔的HOGN将()OG14、填料层高度的计算将要涉及()这三种关系式的应用15、在选取吸收剂时,首先要考虑是是所选用的吸收剂必须有()16、实验室用水吸收空气中的20C,基本属于()控制,其气膜中的浓度梯度()液膜中的浓度梯度,气膜阻力()液膜阻力17、易溶气体吸收过程,气膜传质阻力()液膜传质阻力。
其他条件不变,入口气量减少,气相总传质单元高度将();出塔气体组成y2将()18、在吸收操作中()压力和()湿度可提高气体的溶解度,有利于吸收。
19、易溶气体溶液上方的分压(),难容气体溶液上方的分压(),只要组分在气相中的分压()液相中该组分的平衡分压,吸收就会继续进行。
20、多组分吸收中的“关键组分”是指操作中必须保证其()达到预定指标21、对接近常压的溶质浓度低的气液平衡系统,当总压增大时,亨利系数E(),相平衡常数m(),溶解度系数H()。
22、由于吸收过程中气相溶质分压总是()溶质的平衡分压,因此吸收操作线总在平衡线的()。
增加吸收剂用量,操作线的斜率(),则操作线向()平衡线的方向偏移,吸收过程推动力()此斜率又称为()。
23、某气体用水吸收时,在一定浓度范围内,其气液平衡线和操作线均为直线,其平衡线的斜率可用()常数表示,而操作线的斜率可用()表示。
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。
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的测定方法.二、基本原理1.吸收速率方程式吸收传质速率由吸收速率方程式决定: Na = Ky A Δym式中 Ky 为气相总传质系数,mol/m2*h;A 为填料的有效接触面积,m2;Δym 为塔顶、塔底气相平均推动力。
a 为填料的有效比表面积,m2/m3;V 为填料层堆积体积, m3 ;Kya 为气相总容积吸收传质.系数,mol/m3*h。
从上式可看出,吸收过程传质速率主要由两个参数决定:Δym为过程的传质推动力,Kya的倒数1/Kya表征过程的传质阻力。
2.填料吸收塔的操作吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成y2上,或组分的回收率η上。
在低浓度气体吸收时,回收率可近似用下式计算:η = (y1 - y2)/y1吸收塔的气体进口条件是由前一工序决定的,一般认为稳定不变。
控制和调节吸收操作结果的操作变量是吸收剂的进口条件:流率 L 、温度 t 和浓度 x2 这三个要素。
由吸收分析可知,改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用方法,当气体流率 G 不变时,增加吸收剂流率,吸收速率η增加,溶质吸收量增加,出口气体的组成y2随着减小,回收率η增大。
当液相阻力较小时,增加液体的流量,总传质系数变化较小或基本不变,溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力Δym的增大而引起,即此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。
但当液相阻力较大时,增加液体的流量,可明显降低传质阻力,总传质系数大幅度增加,而平均推动力却有可能减小(视调节前操作工况的不同而不同),但总的结果使传质速率增大,溶质吸收量增大。
吸收剂入口温度对吸收过程的影响也甚大,也是控制和调节吸收操作的一个重要因素。
降低吸收剂的温度,使气体的溶解度增大,相平衡常数减小。
对于液膜控制的吸收过程,降低操作温度,吸收过程的阻力随之减小,使吸收效果变好,y2降低,但平均推动力Δym或许会有所减小。
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。
第六章 吸收【例6-1】 总压为101.325kPa 、温度为20℃时,1000kg 水中溶解15kg NH 3,此时溶液上方气相中NH 3的平衡分压为2.266kPa 。
试求此时之溶解度系数H 、亨利系数E 、相平衡常数m 。
解:首先将此气液相组成换算为y 与x 。
NH 3的摩尔质量为17kg/kmol ,溶液的量为15kg NH 3与1000kg 水之和。
故0156.018/100017/1517/15=+=+==B A A A n n n n n x022403251012662...P p y *A *===436.10156.00224.0*===x y m由式(6-11) E =P ·m =101.325×1.436=145.5kPa或者由式(6-1) 3.1450156.0266.2*===x p E A kPa溶剂水的密度ρs =1000kg/m 3,摩尔质量M s =18kg/kmol ,由式(6-10)计算H382.0183.1451000=⨯=≈s s EM H ρkmol/(m 3·kPa )H 值也可直接由式6-2算出,溶液中NH 3的浓度为()()869.01000/10001517/15//=+=+==s s A A A A A m m M m Vn c ρkmol/m 3所以 383.0266.2869.0*===A A p c H kmol/(m 3·kPa )【例6-2】 在20℃及101.325kPa 下CO 2与空气的混合物缓慢地沿Na 2CO 3溶液液面流过,空气不溶于Na 2CO 3溶液。
CO 2透过厚1mm 的静止空气层扩散到Na 2CO 3溶液中。
气体中CO 2的摩尔分数为0.2。
在Na 2CO 3溶液面上,CO 2被迅速吸收,故相界面上CO 2的浓度极小,可忽略不计。
CO 2在空气中20℃时的扩散系数D 为0.18cm 2/s 。
填料吸收塔实验一. 实验设备的特点:1. 使用方便, 安全可靠, 直观;2. 数据稳定,实验准确;3. 本装置体积小,重量轻,移动方便.二.实验装置的基本情况:实验流程示意图见图一,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1mL已知浓度的硫酸作为吸收尾气中氨之用。
吸收液的取样可用塔底6取样口进行。
填料层压降用∪形管压差计13测定。
四. 实验方法及步骤: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。
3. 吸收系数的测定⑴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。
⑵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。
化工原理吸收吸收是一种常见而重要的分离技术,在化工过程中广泛应用。
吸收是利用溶剂以物理或化学方式从气体、液体或固体中分离出物质的过程。
它在化工领域中的应用十分广泛,涵盖了多个行业,如石油化工、化肥、合成材料等。
吸收的基本原理是根据物质的相互作用力,并通过在溶剂中形成物质被吸附、溶解或反应的方式来实现物质的分离和纯化。
吸收过程一般分为两个阶段:传质和相平衡。
传质过程指的是溶质从气体、液体或固体相向吸收剂的传递过程。
相平衡指的是溶质在吸收剂中的浓度达到平衡状态。
吸收的过程可以通过多种方式实现。
其中最常见的是气体吸收。
气体吸收是将气态物质通过接触与吸收剂接触,然后进入吸收剂中的过程。
气体吸收的过程中,常使用物理吸收和化学吸收的方式进行。
物理吸收主要是利用溶质分子在吸收剂中溶解的溶解度差异来进行分离。
根据溶解度和吸收剂的选择,物理吸收一般具有以下几个特点:易于操作、能耗较低、对条件要求不高、纯化程度较低。
常用的吸收剂包括水、有机溶剂和溶液。
化学吸收则是通过物质在吸收剂中发生化学反应,使溶质与吸收剂发生反应,产生新的物质,在产生反应的同时将溶质分离出来。
化学吸收一般具有下面几个特点:通过反应能够得到较高的吸收效果;能够得到较高纯度的产品;操作较复杂,条件苛刻;产生的副产物难以处理。
常用的吸收剂包括酸、碱、氧化剂等。
化学吸收和物理吸收在实际应用中往往结合使用,通过化学反应实现更高效的物质分离。
在工业生产中,常常使用吸收塔进行吸收操作。
吸收塔是一个用于进行气体吸收的设备,一般由填料、进料与出料管道以及循环泵组成。
填料可以增加界面面积,提高吸收效果。
除了气体吸收外,液体吸收也是常见的一种吸收形式。
液体吸收一般是将液态物质通过接触与吸收剂接触并吸收的过程。
液体吸收主要用于分离和纯化液态物质,常见的应用有酸碱中和、有机溶剂回收等。
总之,吸收是一种常用的化工分离技术,通过物理吸收和化学吸收的方式,实现物质的分离和纯化。
吸收实验一、实验目的1、了解填料吸收塔的一般结构和工业吸收过程流程;2、掌握吸收总传质系数K a的测定方法;x3、考察吸收剂进口条件的变化对吸收效果的影响;4、了解处理量变化对吸收效果的影响。
二、实验原理1、概述吸收过程是依据气相中各溶质组分在液相中的溶解度不同而分离气体混合物的单元操作。
在化学工业中吸收操作广泛应用于气体原料净化、有用组分的回收、产品制取和废气治理等方面。
在吸收研究过程中,一般可分为对吸收过程本身的特点或规律进行研究和对吸收设备进行开发研究两个方向。
前者的研究内容包括吸收剂的选择、确定因影响吸收过程的因素、测定吸收速率等,研究的结果可为吸收工艺设计提供依据,或为过程的改进及强化指出方向;后者研究的重点为开发新型高效的吸收设备,如新型高效填料、新型塔板结构等。
吸收通常在塔设备内进行,工业上尤其以填料塔用的普遍。
填料塔一般由以K a下几部分构成:(1)圆筒壳体;(2)填料;(3)支撑板;(4)液体预分布装置;(5) x液体再分布器;(6)捕沫装置;(7)进、出口接管等等。
其中,塔内放置的专用填料作为气液接触的媒介,其作用是使从塔顶流下的流体沿填料表面散布成大面积的液膜,并使从塔底上升的气体增强湍动,从而为气液接触传质提供良好条件。
液体预分布装置的作用是使得液体在塔内有良好的均匀分布。
而液体在从塔顶向下流动的过程中,由于靠近塔壁处的空隙大,流体阻力小,液体有逐渐向塔壁处汇集的趋向,从而使液体分布变差。
液体再分布器的作用是将靠近塔壁处的液体收集后再重新分布。
填料是填料吸收塔最重要的部分。
对于工业填料,按照其结构和形状,可以分为颗粒填料和规整填料两大类。
其中,颗粒填料是一粒粒的具有一定几何形状和尺寸的填料颗粒体,一般以散装(乱堆)的方式堆积在塔内。
常见的大颗粒填料有拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍环、矩鞍环等等。
填料等材质可以使金属、塑料、陶瓷等。
规整填料是由许多具有相同几何形状的填料单元组成,以整砌的方式装填在塔内。
化工原理吸收
化工原理中的吸收操作是一种常见的气体和液体分离技术。
通过将气体溶解在液体中,可以有效地将气体成分从气相转移到液相中。
吸收过程的基本原理是利用液体对气体的亲和力来实现分离。
通常,吸收塔中的液体称为溶液或吸收液,而气体称为被吸收物质或吸收剂。
在吸收过程中,气体在吸收液中的分子间发生物理或化学吸附,从而被有效地捕集和固定在液体中。
当溶液饱和或达到一定浓度时,吸收过程结束。
吸收操作常用于以下方面:
1. 气体净化:吸收操作可以去除气体中的污染物质,如二氧化硫、氨气等。
通过选择适当的吸收剂和调整操作条件,可以有效地将这些有害物质从气体中去除。
2. 气体回收:吸收操作可用于回收有用气体。
例如,在石油炼制过程中,吸收操作常用于回收烃类气体或气体中的有机物。
3. 气体分离:吸收操作可以实现气体的分离和回收。
根据气体在吸收液中的溶解度差异,可以将混合气体分离成不同组分的吸收器。
吸收操作的关键参数包括吸收剂的选择、操作温度、压力、气体流量和溶液流量等。
合理地选择和控制这些参数可以提高吸收操作的效果和经济性。
总之,吸收操作是一种重要的化工分离技术,可用于气体净化、
气体回收和气体分离等应用领域。
通过合理选择吸收剂和调整操作条件,可以实现高效、经济的气体和液体分离过程。
化工原理实验—吸收化工原理实验—吸收引言:在化工工业中,吸收是常用的一种气体分离和净化方法。
它通过液态吸收剂将气体中的有害物质转移到液相中,从而达到净化目的。
实验目的:通过实验,了解吸收过程中吸收剂的选择和操作对气体净化的影响,并掌握吸收塔的组装和操作。
实验原理:化工吸收是一种液-气传热传质过程,利用吸收剂的物理性质将气体中的目标组分调和到吸收剂中,并在表面吸附各种气体和VOC的传质过程。
实验步骤:1、实验装置的搭建搭建一台小型吸收装置,包含吸收塔和气体供给系统两个部分。
吸收塔由玻璃管和塔盘组成,每个塔盘之间的松动配合应注意。
在玻璃瓶中注满约200mL的吸收剂。
本实验中使用对氨基苯磺酸为吸收剂来吸收二氧化硫。
吸收剂加载后将塔盘组装在塔体内,通过塞子将塔道的上部密封。
“L”形接口管道连接气体供给系统和吸收塔,一端通过小风扇从上部向吸收管旋转喷淋液化的二氧化硫气体,另一端通过另一个“ L”形接口管道排出气体。
2、实验操作(1)当装置组装好,吸收剂进入足够饱和后,关一下风扇,打开二氧化硫气供应。
当装置稳定后,可开始收集实验数据。
(2)研究吸收剂的不同浓度对吸收的影响,测定并计算实际吸收量。
(3)通过专业仪器测定吸收塔内的温度和压力,确保实验的稳定性。
3、实验参数分析浓度的改变对吸收量的影响:在实验中,我们改变了吸收剂的质量和浓度,下图为二氧化硫的吸收量与吸收剂浓度之间的关系。
从图中可以看出,随着吸收剂浓度的增加,吸收量也有所增加。
当吸收剂浓度为1.5mol/L左右,吸收量达到最大值,进一步增加吸收剂浓度,吸收量反而减少。
温度的改变对吸收量的影响:在实验中,我们改变了吸收剂的温度,下图b显示了温度变化对吸收量的影响。
从图中可以看出,吸收量随着温度的增加而增加。
在高温下,吸收达到最大,进一步增加温度吸收量却有所下降。
压力的改变对吸收量的影响:在实验过程中,吸收塔的压力和温度也被记录并分析。
下图c反映了压力变化对吸收量的影响。
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K y a 的测定方法 4. 学会使用GC
二、实验原理
吸收操作是分离气体混合物的方法之一,在实际操作过程中往往同时具有净化与回收双重目的。
因而,气体出口浓度y 2是度量该吸收塔性能的重要指标,但影响y 2的因素很多,因为吸收传质速率N A 由吸收速率方程式决定。
(一). 吸收速率方程式:
吸收传质速率由吸收速率方程决定 : m y A y aV K N ∆=填 或 m y A y A K N ∆= 式中: Ky 气相总传系数,mol/m 3.s ; A 填料的有效接触面积,m 2; Δy m 塔顶、塔底气相平均推动力, V 填 填料层堆积体积,m 3;
K y a 气相总容积吸收传质系数,mol/m 2.s 。
从前所述可知,N A 的大小既与设备因素有关,又有操作因素有关。
(二).影响因素: 1.设备因素:
V 填与填料层高度H 、填料特性及放置方式有关。
然而,一旦填料塔制成,V 填就为一定值。
2.操作因素:
a .气相总容积吸收传质系数K y a
根据双膜理论,在一定的气温下,吸收总容积吸收传质系数K y a 可表示成:
a
k m a k a K x y y +=11 又有文献可知:a y G A a k ⋅=和b x L B a k ⋅=,综合可得b a y L G C a K ⋅=,显然K y a 与气体流量及液体流量均有密切关系。
比较a 、b 大小,可讨论气膜控制或液膜控制。
b .气相平均推动力Δy m
将操作线方程为:22)(y x x G
L
y +-=
的吸收操作线和平衡线方程为:y =mx 的平衡线在方格纸上作图,从图5-1中可得知: 2
12
1ln y y y y y m ∆∆∆-∆=
∆
图5-1 吸收操作线和平衡线
其中 ;11*1
11mx y y y y -=-=∆,22*222mx y y y y -=-=∆,另外,从图5-1中还可看出,该塔是塔顶接近平衡。
(三). 吸收塔的操作和调节:
吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成y 2上,或组分的回收率η上。
在低浓度气体吸收时,回收率η可近似用下式计算:
1
21211y y
y y y -=-=
η 吸收塔的气体进口条件是由前一工序决定的,控制和调节吸收操作结果的是吸收剂的进口条件:流率L 、温度t 、浓度x 2三个因素。
由吸收分析可知,改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用方法,当气体流率G 不变时,增加吸收剂流率,吸收速率N A 增加,溶质吸收量L 增加,那么出口气体的组成y 2减小,回收率η增大。
当液相阻力较小时,增加液体的流量,传质总系数K y a 变化较小或基本不变,溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力Δy m 的增大而引起,即
此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。
当液相阻力较大时增加液体的流量。
传质系数K y a 大幅度增加,而平均推动力可能减小,但总的结果使传质速率N A 增大,溶质吸收量增大。
吸收剂入口温度对吸收过程影响也甚大,也是控制和调节吸收操作的一个重要因素。
降低吸收剂的温度,使气体的溶解度增大,相平衡常数减小。
对于液膜控制的吸收过程,降低操作温度,吸收过程的阻力
a
k m
a K x y ≈1将随之减小,结果使吸收效果变好,y 2降低,而平均推动力Δy m 或许会减小。
对于气相控制的吸收过程,降低操作温度,过程阻力
a
k a K y y 11≈不变.但平均推动力Δy m 增大,吸收效果同样将变好。
总之,吸收剂温度的降低,改变了相平衡常数,对过程阻力及过程推动力都产生影响,其总的结果使吸收效果变好,吸收过程的回收率增加。
吸收剂进口浓度x 2是控制和调节吸收效果的又一重要因素。
吸收剂进口浓度的降低,液相进口处的推动的增大,全塔平均推动力也将随之增大而有利于吸收过程回收率的提高。
应当注意,当气液两相在塔底接近平衡(L/G <m )(见图5-2a )欲降低y 2,提高回收率,用增加吸收剂用量的方法更有效。
但是当气液两相在塔顶接近平衡时(L/G >m )(见图5-2b )提高吸收剂用量,即增大L/G 并不能使y 2明显的降低,只有用降低吸收剂入塔浓度x 2才是有效的。
a b
图5 - 2 L/G大小对操作的影响
三、实验要点
1.单元操作----- 吸收单元操作的特点;回收率η的影响因素;
2.实验结果----- 双膜理论、分析吸收过程属于气膜控制或液膜控制;
3.实验测量----- 气体转子流量计的读数以及校正;
4.实验流程----- 液泛现象及预防,液封的作用及控制;
5.实验设备----- 填料吸收塔的结构及操作及填料介绍。
四、实验装置示意图及流程
五、实验步骤
(一).设备:
本实验装置是空气―丙酮混合气―水吸收系统,吸收塔为填料吸收塔,气体是经定值器将压力恒定的室温空气,进入丙酮容器鼓泡而出,得到的丙酮已达饱和的混合气,吸收剂为自来水,用色谱分析的方法,测定混合气进
口浓度y1及混合气出口浓度y2。
(二).测试准备:
1.接通气路,打开水流量计开关,再打开定值器开关,将压力恒定在0.02MPa左右,然后,打开气体转子流量计,把水和气的转子流量计调节至测试时的最大值,仔细检查设备是否有漏液、液泛等不正常现象,如果一切正常,即可开始调试。
2.测试:
在上面的步骤完成后,用分别改变水流量、空气流量(均由小至大)、及水温(升高)的方法,测数组数据。
每改变一次水流量或空气流量,均需间隔数分钟取样,或出口水温基本恒定。
取样时,先取y1再取y2。
3. 注意事项:
气体流量不能超过600 L/h,液体流量不能超过7L/h,否则有可能液泛。
液封的液位高低由后面的阀门控制。
六、实验操作原则及容
(一).实验操作原则:
1.先开水的开关,后开气的开关,并测量空气的温度。
?
2.y1每次都要测量,且要先测y2,后测y1,防止影响吸收的平衡。
3.注意控制液封的水位,且要防止液泛。
4.加热温度要小于50℃,。
(电压95伏左右)
5.改变控制条件时,要经过10 ~ 15 min时间稳定。
(二).实验容:
1.在空气流量恒定条件下,改变清水流量,测定气体进出浓度y1、y2,计算组分回收率η,传质推动力面Δy m和传质系数K y a。
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y1、y2,计算组分回收率η,传质推动力面Δy m和传质系数K y a。
3.在空气流量和清水流量恒定条件下,改变清水温度,测定气体进出口浓度y1、y2,计算组分回收率η,传质推动力面Δy m和传质系数K y a。
七、实验数据记录及数据处理
(一). 设备参数:
填料:瓷质拉西环;气液接触方式:气~ 液逆流;
(二). 操作参数:
定值器压力:0.02-0.04MPa ( 表压)
(三).原始数据记录:
1.常数:
填料塔直径D:40 mm;填料塔高度H:220 mm;
色谱仪系数:0.18;室温:10℃;气压:101.3KPa
2.实验数据记录:
(四)计算结果
八、实验数据处理中注意事项说明:
1.气体流量计在0.02MPa 下使用,与气体流量计标定时的状态不同,故需校正:
0PT T
P G G N
2.吸收剂的进口温度由半导体温度计测得,需计算全塔平均温度,来
查得各组的m 值。
全塔平均温度为: 2
出
进t t t +=
3.色谱仪上读得的峰面积正比于取样气相浓度,进出口峰面积之比,等于气体进出口浓度y 1, y 2之比。
4. 丙酮的安托因方程系数 t C B A lgP +-
=
P :mmHg A :6.75.30 B :1030.96 C :209.83
t :℃ (5~45℃)
九、实验数据处理结果的讨论及要求
1.在空气流量恒定条件下,改变清水流量,讨论组分回收率η,传质推动力面Δy m 和传质系数K y a 的变化规律。
2.在清水流量恒定条件下,改变空气流量,讨论组分回收率η,传质推动力面Δy m 和传质系数K y a 的变化规律。
3.从实验数据分析水吸收丙酮是气膜控制还是液膜控制,还是两者兼而有之。
十、思考题
1.从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收温度对吸收过程的影响?
2.从实验数据分析水吸收丙酮是气膜控制还是液膜控制,还是两者兼而有之?
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.将液体丙酮混入空气中,除实验装置鼓泡器中用到的方法外,还可有哪几种?。