篇一：化工原理实验报告_吸收
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
Y
*
?mX
吸收过程的传质速率方程为：NA?KYa?V填?Ym 吸收过程的物料衡算式为：NA?V?Y1?Y2? 式中：
N——氨的吸收量，kmol/s
V——空气流量，kmol/s
Y1——塔底气相浓度，kmolNH3/kmolairY2——塔顶气相浓度，kmolNH3/kmolair
KYa——以气相摩尔比差为推动力的体积吸收系数，kmol/m
3
?s
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。空气和氨气的流量也分别由转子流量计显示，二者混合后再进入吸收塔，所以其中氨气的摩尔比可用下式计算得到：
1
Y1?
VNH3Vair
图1. 填料吸收塔实验装置示意图
出口气体中氨气的浓度利用酸碱滴定的方法测定，其摩尔比可用下式计算
Y2?
(V?N)HClVair
?T0??T?1
?
?/22.4??
V为盐酸的体积（L），N为浓度（mol/L），Vair为湿式气体流量计的读数，T1为空气的温度。 计算过程中需要根据亨利定律计算气体的平衡浓度，亨利常数可根据附录的水温关系表内插得到，以水温为基准。气体的总压取塔顶和塔低的平均值。
P?
VL
P1?P2
2
m?
*
EP
X1?
??Y1?Y2??X2Y1?mX1
*
X2?0 Y2?mX
2
平均传质推动力为
?Ym?
?Y?Y???Y?Y?
Y?Yln
Y?Y*
*
1
*1*2
2
体积吸收系数为
KYa?
V?Y1?Y2???Z??Ym
2
主要技术数据
1# 、2# 塔
填料层高度：陶瓷拉西环填料为0.35米 塔内径50mm 3#、4#塔
塔内径100 mm填料层高度塑料鲍尔环700mmS=0.00785m2
三、实验步骤
1. 打开仪表开关，启动气泵。
2. 调节空气流量8次，读取干填料时的塔顶、塔底压力。 3. 开启进水阀，水由塔顶进入塔内，将填料润湿。
4. 当水流量为20L/h（1# 、2# 塔）或60L/h（3#、4#塔）时，由小到大改变空气流量6~8次，直至液泛现象发生，读取湿填料时的塔顶、塔底压力，记录下载点、液泛点时的空气流量。
1．用移液管量取一定量的已知浓度的盐酸溶液（0.5-1mol，0.008662mol/L），放入吸收盒，加入几滴（2-3）甲基橙作指示剂，再加蒸馏水至一定位置，连接好管路。
2．开启水流量调节阀，使填料充分润湿，将水流量调节至要求值（1# 、2# 塔：20L/h，3#、4#塔：60L/h）。
3．启动气泵，调节空气流量至规定值，调节氨气流量至规定值，待系统稳定后，慢慢打开吸收盒阀门，注意通过吸收盒的气速不易过快。
1# 、2# 塔
空气：2m3/h，氨气：75L/h 空气：1.5m3/h，氨气：50 L/h 3#、4#塔
空气：10m3/h，氨气：250L/h
空气：14m3/h，氨气：350 L/h
4．待甲基橙的颜色由橙色变为黄色时，实验结束，记录相关数据，洗净吸收盒。
注意事项：
1.氨气的实际流量=氨气流量计读数*4/3
2.亨利系数由吸收剂水的温度查表得到。
3.塔顶、底压力表的读数为表压力，单位为kPa。
4.进行尾气分析时，要密切观察溶液颜色的变化，一旦变色马上记取湿式流量计所走刻度的数值
5.实验完毕，先关闭氨气系统，再关水、空气泵 四、实验报告
实验测得1#实验装置的干、湿填料压降与空塔速度的关系列于表1中。其中，塔的横截面积为：
S?
?
4
22
(0.05)?0.00196m
在双对数坐标纸上绘出空气通过干、湿填料层的压降与空塔速度的曲线，即?P/Z?U曲线，如图2所示。
3
表1. 1#填料塔的流体力学特性数据
)
m/aPk( Z/PatledU (m/s)
图2. 实验测定的干、湿填料的压降曲线
计算在不同空塔速度下的吸收系数KYa。
水流量为20L/h 空气流量为2m3/h氨气流量为75?(4/3)=100L/h 水的温度为13?C查附表知亨利系数为E=0.57atm
盐酸用量为1ml，其当量浓度为C=0.00862mol/L，湿式流量计测得空气的体积为0.3L。计算过程如下：
YNH3
1?
VV0
?
100air
2000
?0.05
4
Y2?
(V?N)HCl?T0
Vair?
?T1
?
?/22.4?
?
1?100.3?(172
?3
?0.00862
)/22.4
273273?13
?0.000674
P?
P1?P2
2
?
?101.3?109.8kPa
m?
EP
?
0.57?101.3
109.8
?0.53
X2=0 Y2?0
*
V?
109.8?10?28.314?286
20?1018
921111.1
3
3
?92kmol/h
L?
?1111.1kmol/h
(0.05?0.000674)?0?0.0041
X1?
VL
??Y1?Y2??X2?
Y1?mX
?Ym?
*
1
?0.53?0.0041?0.0022 ?
(0.05?0.0022)?(6.74?10
ln
0.05?0.00226.74?10
?4
?4
?Y
?Yln
*
?
1
??Y?Y
*
?
2
?0)
YY?Y?Y
**
?0.011
1
2
?0
?167kmol/(m?s)
3
KYa?
V?Y1?Y2?
??Z??Ym
?
92?(0.05?0.000674)0.00196?0.35?0.011?3600
实验测得3#实验装置的干、湿填料压降与空塔速度的关系列于表2中。其中，塔的横截面积为：
表2. 3#填料塔的流体力学特性数据
5
篇二：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，其斜率约1.0—2，当喷淋量为L1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线斜率大于2，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：
篇三：浙江大学化工原理实验---填料塔吸收实验报告
实验报告
课程名称：过程工程原理实验（乙）指导老师： 叶向群 成绩：__________________ 实验名称：吸收实验 实验类型：工程实验同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得
填料塔吸收操作及体积吸收系数测定
1 实验目的：
1.1 了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作； 1.2 观察填料塔的液泛现象，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—水系统的体积吸收系数Kya。
2 实验装置：
2.1 本实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提供,氨气由液氮钢瓶提供，吸收剂水采用自来水，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吸收过程，溶液由塔底经过液封管流出塔外，塔底有液相取样口，经吸收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：
实验中气体流量由转子流量计测量。但由于实验测量条件与转子流量计标定条件不一定相同，故转子流量计的读数值必须进行校正。校正方法如下：
3.2 体积吸收系数的测定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（实验中取塔内平均压力），Pa 亨利系数E与温度T的关系为：
lg E= 11.468-1922 / T 式中：T—液相温度（实验中取塔底液相温度），K。
根据实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。根据实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 体积吸收常数
体积吸收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。本实验属于低浓气体吸收，近似取Y≈y、X≈x。
3.2.3被吸收的氨气量 ,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—吸收剂水的流量，kmol/h。 3.2.3.1 进塔气相浓度的确定
式中：—氨气的流量，kmol/h。
根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Va ml、浓度为Ma mol/l的标准硫酸溶液置于吸收瓶中，加入适量的水及2-3滴百里酚兰（指示剂），将吸收瓶连接在抽样尾气管线上（如装置图）。当吸收塔操作稳定时，尾气通过吸收瓶后尾气中的氨气被硫酸吸收，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情况，在取样分析前应使取样管尾气保持畅通，然后改变三通旋塞流动方向，使尾气通过吸收瓶。
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)若尾气通入吸收瓶吸收至终点（瓶内溶液颜色由黄棕色变至黄绿色），则
10-3 mol
(ii)若通入吸收瓶中的尾气已过量（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
10-3 mol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，根据得到的和，由（7）即可得到。 3.2.4对数平均浓度差
4 实验步骤：
4.1先开启吸收剂（水）调节阀，当填料充分润湿后，调节阀门使水流量控制在适当的数值，维持恒定； 4.2启动风机，调节风量由小到大，观察填料塔内的流体力学状况，并测取数据，根据液泛时空气转子流
量计的读数，来选择合适的空气流量，本实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%，须根据空气的流量来估算氨气的流量，然后打开氨气钢瓶，调节阀门，使氨气流量满足要求；
4.4水吸收氨，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准备工作做好，在操作稳定之后，开启三通阀，使尾气通入吸收瓶进行尾气组成分析。在实验过程中，尤其是测量时，要确保空气、氨气和水流量的稳定；
4.5 改变气体流量或吸收剂（水）流量重复实验：本次实验，控制空气流量分别为8-8-9.6 m3/h，水流量则相对应为30-36-30 l/h；
4.6 实验完毕，关闭氨气钢瓶阀门、水调节阀，切断风机电源，洗净分析仪器等。
5 实验数据处理：
5.1 大气压102400Pa 室温11.5填料层高度40.5cm塔径70mm硫酸10ml浓度0.03mol/l 液泛气速11-12m3/h
5.3数据处理： 塔截面积Ω=π2
D=0.00385m2 P=P0+P表
《化工原理吸收塔实验报告》
由：免费论文网互联网用户整理提供,链接地址：
http://m.csmayi.cn/show/121498.html
转载请保留,谢谢!
- 上一篇：对长征精神的心得体会
- 下一篇：音乐电台开头语结束语