气体吸收实验报告

作者:大发黄金版网页app | 2020-07-21 07:27

  实验报告内容:一实验目的 二实验仪器 三实验原理 四实验步骤 五、实验数据和数据 处 篇二:吸收实验报告 吸收实验 专业:环境 0901 学号: 姓名: 一、实验目的 1、了解填料吸收塔德基本构造,吸收过程的基本流程及操作。 2、掌握吸收总传质 系数 kya 的测定方法。 二、实验原理 对于低浓度气体吸收且平衡为直线的情况,吸收传质速率由吸收方程 na=kyav 填δ ym,则只要测出 na,测出气相的出,入塔浓度,就可以计算 kya 而 na=v (y1-y2) 。式中 v 为混合气体的流量,单位为 mol/s(由转子流量计测定)y1,y2 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δ ym 时需要平衡数据可用丙酮的平衡溶解度算出相平衡常数 m。 丙酮、空气混合气体中丙酮的极限浓度 y*与空气温度 t 的关系(压强为 1.2?105pa) ( 丙酮的平衡溶解度) 三、实验流程及设备 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 流接触的部分,其流程示意图如下所示。空气的压力定为 0.02mpa。 1 空压机 2 压力表 3 温度计 4 高位槽 5 转 子流量计 6 填料塔 7 鼓泡器 8 压力定值器 三、实验步骤 1、熟悉实验流程,学习填料塔的操作。在空气流量恒定的条件下,改变清水的流量,测 定气体进出口浓度 y1 和 y2 ,计算组分回收率η ,传质推动力δ ym 和传质系数 kya。 2、在清水流量恒定的条件下,改变空气的流量,测定气体进出口浓度 y1 和 y2 ,计算 组分回收率η ,传质推动力δ ym 和传质系数 kya。 3、改变吸收液液体的温度,重复实验。 4、在控制定值器的压强时应注意将空压机的出口阀门微开。 5、加热水时,需缓慢调节 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 y1。 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、实验数据记录及 处理 1.设备参数和有关常数 实验装置的基本尺寸: 塔内径 , 填料层高度 , 填料尺寸 拉西环 6*6*1 (mm) , 大气压 101.3kpa , 室温 15 ℃。 2. 实验数据 3.计算结果表 计算过程以第一组数据为例: v 气 ?g 气 ? 气 /m 气 ?0.4?1.2/3600/0.029?0.00460mol/sv 液 ?g 液 ? 液 /m 液?0.002?1000/3600/0.018?0.03086mol/sy1? n 取样丙酮量 af4650*1.2*10e?12 ???0.055 n 取样量 pov 取样/(rt)101.3*10e3*10(e?8)/8.31/(273?14.5) 同理得 y2= na=v(y1-y2)=0.0046*(0.055-0.018)=1.7*10-4 对于清水 x2=0,根据物料衡算有 v(y1?y2)?l(x1?x2), ; 即 x1=v(y1-y2)/l=0.0046*(0.055-0.018)/0.0309=0.0054 查表得 t=14.5 ℃ ,p=101.3kpa 下丙酮溶解于清水的量为 x=0.01 时的平衡分压 p* 为 1.15kpa, 故亨利系数 e= p*/x,溶解度系数 m=e/p= p*/x/p=1.46。 又低浓度的丙酮在同一温度下变化不大,故可认为在实验条件下溶解度系数 m=1.46 y1*=m?x1=1.46*5.4*10-3=0.007884 δ ym=[(y1-y1*)-(y2-y2*)]/ln[(y1-y1*)/(y2-y2*)]=0.019 v 填??d2h/4?0.785?0.0342?0.22?1.996?10?4m3 又 na?kyav 填?ym,则 kya?na/v 填/?ym?0.00017/(1.996?10)/0.019?44.83 ?4 六、实验结论及讨论 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,增加液体的流量,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,溶质吸收量增大。 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:由 3、4 两组数据可知,当其他条件不变时,降低操作温度,1/kya≈m/kxa 减小,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。 4、在该实验装置上如何验证吸收剂温度对吸收过程的影响? 答:设置不同操作温度下的吸收实验,例如第 3 组和第 4 组其他条件相同,但第 4 组吸 收剂要加热。 答:使流量计保持垂直,等到转子稳定时再读数,测定实际流体时要校正读数。 6、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,则丙酮的气相和液相没有达到平衡,导致吸收量偏小,y2 偏 大,na 偏小,x1 偏小,kya 可能偏大可能偏小。 7、 读数是否同时进行? 答:不同时进行;先取出气口气体,后取入气口气体。篇三:化工原理实验报告吸收实 验 姓名 专业 月 实验内容 吸收实验 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 kya. 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 uo[m/s]为横坐标,单位填料层压降?p[mmh20/m]为纵坐标,在 z ?p~uo 关系 z 双对数坐标纸上标绘如图 2-2-7-1 所示。当液体喷淋量 l0=0 时,可知 为一直线 时,?p~uo 为一折线,若喷淋量越大,z ?p 值较小时为恒持 z 折线位置越向左移动,图中 l2>l1。每条折线分为三个区段, 液区,?p?p?p~uo 关系曲线斜率与干塔的相同。值为中间时叫截液区,~uo 曲 zzz ?p 值较大时叫液泛区,z 线,持液区与截液区之间的转折点叫截点 a。 姓名 专业 月 实验内容 指导教师 ?p~uo 曲线,截液区与液泛区之间的转折点叫泛点 b。在液泛区 塔已 z 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?p~uo 关系图 z 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 专业 月 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: na?kya???h??ym (1)式中: na——被吸收的氨量[kmolnh3/h]; ?——塔的截面积[m2] h——填料层高度[m] ?ym——气相对数平均推动力 kya——气相体积吸收系数[kmolnh3/m3·h] 被吸收氨量的计算,对全塔进行物料衡算(见图 2-2-7-2) : na?v(y1?y2)?l(x1?x2) (2) 式中:v——空气的流量[kmol 空气 /h] l——吸收剂(水)的流量[kmolh20/h] y1——塔底气相浓度[kmolnh3/kmol 空气] y2——塔顶气相浓度[kmolnh3/kmol 空气] x1,x2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolnh3/kmolh20] 由式(1)和式(2)联解得: kya?v(y1?y2) (3) ??h??ym 为求得 kya 必须先求出 y1、y2 和?ym 之值。 1、y1 值的计算: y1?0.98v01 (4) v02 式中:v01——氨气换算为标态下的流量[m3/h] v02——空气换算为标态下的流量[m3/h] 姓名 专业 月 实验内容 指导教师 0.98——氨气中含纯 nh3 分数 对氨气: v01?v1t0p0?02p1?p2? (5) ?01t1?t2 式中:v1——氯气流量计上的读数[m3/h] t。 ,p。——标准状态下氨气的温度[k]和压强[mmhg] t1,p1——氨气流量计上标明的温度[k]和压强[mmhg] t2,p2——实验所用氨气的温度[k]和压强[mmhg] ?0——标准状态下氨气的密度(=0.769kg/m3) ?02——标准状态下空气的密度(=1.293kg/m3) 对空气: v02?v2t0p0p3?p4 (6) t3?t4 式中:v2——空气流量计读数[m3/h] t。 ,p。——标准状态下空气的温度[k]和压强[mmhg] t3,p3——空气流量计上标明的温度[k]和压强[mmhg] t4,p4——实验所用空气的温度[k]和压强[mmhg] y1 也可用取样分析法确定(略) 。 2、y2 值分析计算 在吸收瓶内注入浓度为 ns 的 h2so4vs[ml],把塔顶尾气通入吸收瓶中。设从吸收瓶出口 的空气体积为 v4[ml]时瓶内 h2so4vs 即被 nh3 中和完毕, 那么进入吸收瓶的 nh3 体积 vo3 可 用下式计算: v03?22.1nsvs[ml] (7) 姓名 专业 月 实验内容 指导教师 通过吸收瓶空气化为标准状态体积为: v04?v4t0p5?[ml] (8) p0t5 式中:v4——通过吸收瓶空气体积[ml],由湿式气量计读取 t。 ,p。——标准状态下空气的温度[k]和压强[mmhg] t5,p5——通过吸收瓶后空气的温度[k]和压强[mmhg] 故塔顶气相浓度为: y2?v03 (9) v04 3、塔底 x1~y*1 的确定 由式(2)知:x1? x1?v(y1?y2)?x2,若 x2=0,则得: lv(y1?y2) (10) l x1 值亦可从塔底取氨水分析而得。设取氨水 vn`[ml],用浓度为 ns`的 h2so4 来滴定, 中和后用量为 vs`[ml],则: x1?0.018ns`vs` (11) vn` 又根据亨利定律知,与塔底 x1 成平衡的气相浓度 y1*为: y1??ex1 (12) p 式中:p——塔底操作压强绝对大气压(atm) e——亨利系数大气压,可查下表取得:篇四:吸收实验报告 吸收实验 专业:环境 0901 学号: 姓名: 一、实验目的 1、了解填料吸收塔德基本构造,吸收过程的基本流程及操作。 2、掌握吸收总传质 系数 kya 的测定方法。 二、实验原理 对于低浓度气体吸收且平衡为直线的情况,吸收传质速率由吸收方程 na=kyav 填δ ym,则只要测出 na,测出气相的出,入塔浓度,就可以计算 kya 而 na=v (y1-y2) 。式中 v 为混合气体的流量,单位为 mol/s(由转子流量计测定)y1,y2 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δ ym 时需要平衡数据可用丙酮的平衡溶解度算出相平衡常数 m。 丙酮、空气混合气体中丙酮的极限浓度 y*与空气温度 t 的关系(压强为 1.2?105pa) ( 丙酮的平衡溶解度) 三、实验流程及设备 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,其流程示意图如下所示。空气的压力定为 0.02mpa。 1 空压机 2 压力表 3 温度计 4 高位槽 5 转 子流量计 6 填料塔 7 鼓泡器 8 压力定值器 三、实验步骤 1、熟悉实验流程,学习填料塔的操作。在空气流量恒定的条件下,改变清水的流量,测 定气体进出口浓度 y1 和 y2 ,计算组分回收率η ,传质推动力δ ym 和传质系数 kya。 2、在清水流量恒定的条件下,改变空气的流量,测定气体进出口浓度 y1 和 y2 ,计算 组分回收率η ,传质推动力δ ym 和传质系数 kya。 3、改变吸收液液体的温度,重复实验。 4、在控制定值器的压强时应注意将空压机的出口阀门微开。 5、加热水时,需缓慢调节 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 y1。 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、实验数据记录及 处理 1.设备参数和有关常数 实验装置的基本尺寸: 塔内径 , 填料层高度 , 填料尺寸 拉西环 6*6*1 (mm) , 大气压 101.3kpa , 室温 15 ℃。 2. 实验数据 3.计算结果表 计算过程以第一组数据为例: v 气?g 气?气/mv 液?g 液? 液 气 ?0.4?1.2/3600/0.029?0.00460mol/s?0.002?1000/3600/0.018?0.03086mol/s af pov 取样/(rt) /m 液 y1? n 取样丙酮量 n 取样量 ?? 4650*1.2*10e?12 101.3*10e3*10(e?8)/8.31/(273?14.5) ?0.055 同理得 y2=na=v(y1-y2)=0.0046*(0.055-0.018)=1.7*10-4 对于清水 x2=0,根据物料衡 算有 v(y1?y2)?l(x1?x2), ; 即 x1=v(y1-y2)/l=0.0046*(0.055-0.018)/0.0309=0.0054 查表得 t=14.5 ℃ ,p=101.3kpa 下丙酮溶解于清水的量为 x=0.01 时的平衡分压 p* 为 1.15kpa, 故亨利系数 e= p*/x,溶解度系数 m=e/p= p*/x/p=1.46。 又低浓度的丙酮在同一温度下变化不大,故可认为在实验条件下溶解度系数 m=1.46 y1*=m?x1=1.46*5.4*10-3=0.007884 δ ym=[(y1-y1*)-(y2-y2*)]/ln[(y1-y1*)/(y2-y2*)]=0.019 v 填??dh/4?0.785?0.034 又 n a 2 2 ?0.22?1.996?10 a ?4 m 3 ?k ya v 填?ym,则 k ya ?n /v 填/?ym?0.00017/(1.996?10 ?4 )/0.019?44.83 六、实验结论及讨论 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,增加液体的流量,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,溶质吸收量增大。 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:由 3、4 两组数据可知,当其他条件不变时,降低操作温度,1/kya≈m/kxa 减小, 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。 4、在该实验装置上如何验证吸收剂温度对吸收过程的影响? 答:设置不同操作温度下的吸收实验,例如第 3 组和第 4 组其他条件相同,但第 4 组吸 收剂要加热。 5、如何正确使用转子流量计? 答:使流量计保持垂直,等到转子稳定时再读数,测定实际流体时要校正读数。 6、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,则丙酮的气相和液相没有达到平衡,导致吸收量偏小,y2 偏 大,na 偏小,x1 偏小,kya 可能偏大可能偏小。 7、 读数是否同时进行? 答:不同时进行;先取出气口气体,后取入气口气体。


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