实验6填料吸收塔实验实验原理1•气体通过填料层的压强降压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。压强降与气液流量有关，不同喷淋量下填料层的压强降的关系如图6-1所示:图6-1填料层的关系当无液体喷淋即喷淋量Lo=0时，干填料的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，而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。本实验所用气体混合物中氨的浓度很低（摩尔比为0.02）,所得吸收液的浓度也不高，可认为气-液平衡关系服从亨利定律，可用方程式Y*=mX表示。又因是常压操作，相平衡常数m值仅是温度的函数。NOG、HOG、KYa、如可依下列公式进行计算NOG（6-1）也YmOG(6-3)KYa(6-6)(6-4)NOG—气相总传质单元数，无因次；kmoI(A)Yi、Y2—进、出口气体中溶质组分的摩尔比，kmol(BYi=Yi-mXX2、Xi—进、出口液体中溶质组分的摩尔比，kmoI(S)m—相平衡常数，无因次；Kya—气相总体积吸收系数，kmol—空气的摩尔流率，kmol—混合气中氨被吸收的百分率(吸收率)，无因次。操作条件下液体喷淋密度的计算流体流量im塔截面积m21最小喷淋密度经验值Umin为0.2四、实验装置放空1-鼓风机、2-空气流量调节阀、3-空气转子流量计、4-温度计、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水准瓶实验主要设备与仪器（1）鼓风机：XGB型旋涡气泵，型号2,最大压力1176Kpa,最大流量7510X1.5瓷拉西环，填料层高度Z=0.4m,填料塔内径D空气转子流量计:型号::LZB-25精度::2.5水转子流量计：型号::LZB-6流量范围：精度::2.5氨转子流量计：型号::LZB-6流量范围：0.06精度::2.5塔底吸收液浓度分析：定量化学分析仪一套。（用户自备）（2）塔顶尾气浓度分析：吸收瓶，量气管，水准瓶一套。五、实验方法实验物系为空气、氨和水关系曲线：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/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。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。先调节好空气流量和水流量，打开氨气瓶总阀调节氨流量，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。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。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。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。用下式计算尾气浓度Y2因为氨与硫酸中和反应式为：2NHH2SQ=(NH)2SQ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H2SQ4之比为：nNH3NH3=2nH2SQQ2MH2SQ4-H2SQ4Y2NH32M空气2量气管T量气管）22.4NH3N空气分别为NH3和空气的摩尔系数，H2SQ—硫酸溶液体积摩尔浓度，mol溶质/0—标准状态时绝对温度273K，—操作条件下的空气绝对温度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。10mL置于另一个三角瓶中，加入2滴甲基橙指示剂。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。五、报告内容测定在同一空塔气速和喷淋密度下的气体体积总传热系数Kya和吸收率改变空塔气速测定气体体积总传热系数Kya和吸收率gA在同一喷淋密度下，空塔气速增加气体体积总传热系数Kya和吸收率gA应如何变化?实验结果1•实验数据表填料层高度Z=0.4m塔径D=0.075mmmH20/m空气转子流量空气温度C对应空气流13.032.58.(初心和使命是什么？初心和使命就是为中国人民谋幸福，为中华民族谋复兴。为夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利，为实现中华民族伟大复兴的中国梦不懈奋斗。)520.48.510.5316.040.09.321.09.320.5918.045.010.021.410.020.6322.055.011.021.711.030.6926.065.012.022.112.040.7629.072.513.022.613.060.8233.082.514.023.214.080.8838.095.015.023.615.090.9542.0105.016.024.016.111.011047.0117.517.024.717.141.081152.0130.018.025.218.161.141259.0147.519.025.619.181.211364.0160.020.025.920.201.271470.0175.021.026.321.221.331576.0190.022.027.022.261.401683.0207.523.027.423.291.461790.0225.024.027.724.311.531898.0245.025.028.125.341.59关系测定L=30填料层高度Z=0.4m塔径D=0.075mH2O单位高度填层压强降mmH2O/m空气转计读数m3/h空气流量计15.037.58.325.48.380.53流动正常17.042.5 9.0 25.5 9.08 0.57 流动正常 19.047.5 10.0 25.6 10.10 0.63 流动正常 23.057.5 11.0 25.7 11.11 0.70 流动正常 29.072.5 12.0 25.9 12.12 0.76 流动正常 35.087.5 13.0 26.1 13.13 0.83 流动正常 45.0112.5 14.0 26.1 14.14 0.89 流动正常 54.0135.0 15.0 26.2 15.16 0.95 流动正常 73.0182.5 16.0 26.4 16.17 1.02 10105.0 262.5 17.0 26.8 17.20 1.08 严重液泛 11 124.0 310.0 17.5 27.1 17.71 1.11 严重液泛 12 151.0 377.5 18.0 27.3 18.22 1.15 严重液泛