实验四 吸收实验
一、实验目的:
1. 了解填料吸收塔的结构和流程。 2. 掌握气相总体积传质系数 aK y
二、实验装置与流程
测定方法
1．普通套管换热器；
2、内插有螺旋线圈的强化套
管换热器；
3、蒸汽发生器；
4、旋涡气泵；
5、旁路调节阀；
6、孔板流量计；
7、风机出口温度（冷流体
入口温度）测试点；
8、9空气支路控制阀；
10、11、蒸汽支路控制阀；
12、13、蒸汽放空口；
14、蒸汽上升主管路；
15、加水口；
16、放水口；
17、液位计；
18、冷凝液回流口
１．鼓风机: XGB型旋涡气泵,型号2,最大压力1176Kpa，最大流量75m3／h
２．填料塔: 玻璃管,内装10×10×1.5瓷拉西环,填料层高度0.4m,填料塔内径0.075m
三、设备主要技术数据(供参考)：
３．液氨瓶1个、氨气减压阀1个（用户自备）
４．流量测量:
(1) 空气转子流量计:型号: LZB-25 流量范围: 2.5─25m3／h 精度: 2.5％
(2) 水转子流量计:型号: LZB-6 流量范围: 6─60L／h 精度: 2.5％
(3) 氨转子流量计:型号: LZB-6 流量范围: 0.06─0.6m3／h 精度: 2.5％
５．浓度测量:塔顶尾气浓度分析: 吸收瓶, 量气管, 水准瓶一套。
６．温度测量:转换开关 0-空气温度、1-氨气温度、2-吸收液温度
四、实验原理
总原理: 在低浓范围内，
m
ab
y y
yy
aK
Gh Δ
−⋅=0
m
ab
y y
yy
h
GaK Δ
−⋅=
0
kmol/(m3.h)
本实验流程：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5mL已知浓度的硫酸作为吸收尾气中氨之用。
1．空气标框体积流量的确定
21
21
0
0
10 TT
pp
p
TVV ⋅⋅=
00 , pT
11, pT
22 , pT
0V
1V
式中：
——标准状态下的温度(273K)及压强(101.3KPa)。
——流量计标定条件下的温度(293K)及压强(101.3kPa)
——操作条件下的空气的温度(K)和压强(KPa)。
——标准状态下的空气的体积流量(m3/h)。
——空气的转子流量计的读数(m3/h)。
2．氨气体积流量的确定
若氨气瓶中的氨浓度为98%，则标准状
态下的氨气的流量可用下式来计算：
3021
021
0
0'
1
'
0 98.0
NH
air
TT
pp
p
TVV ρ
ρ=
各量意义仿上.
m3/h
m3/h
3．混合气体通过单位塔截面的摩尔流量
G
2
'
00
4
4.22 D
VVG π×
+= kmol/(m2.h)
4．混合气体入塔浓度
by
'
00
'
0
VV
Vy b +=
5．相平衡常数的确定
m
测定吸收液的温度，然后根据氨气——
水系统平衡常数与温度的关系图查取该
温度下的相平衡常数。
氨气--水系统平衡常数m--温度t之间关系
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 5 10 15 20 25 30 35
温度（t）
平
衡
常
数
（
m
）
尾气浓度ya的测定是借助吸收瓶和量气管进行的。吸收瓶中装入一定浓度的稀
硫酸，再加入1-2滴指示剂和少量蒸馏水，被测定的尾气通过吸收瓶，其中的氨
气被硫酸中和，其余气体即空气进入量气管计量体积。当硫酸刚好被中和时，
指示剂变色。这时记录量气管内空气的体积。
6．尾气出塔浓度 ay 的确定
airNH
NH
a nn
n
y +=
3
3
其中
42223 44
22 SOHSOHSOHNH VMnn ×==
4.22
10 ××=
量气管
量气管 T
TVnair
7．吸收液出塔浓度 bx 的计算
根据全塔的物料衡算
)()( abab xxLyyG −=−
a
ab
b x
G
L
yyx +−=
2
4
18 D
V
L π
ρ
×
×= 水水其中:
水V ——水的转子流量计的读数（m3/h）
四、实验方法及步骤:
1．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。
2．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,
并分析塔顶尾气的浓度。
3．尾气分析方法:
(1).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。
(2).用移液管向吸收瓶内装入1mL浓度为
0.015Ｍ左右的硫酸并加入1─2滴刚果
红指示液,再加入少量的蒸馏水。
(3).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须始终观察
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。
五、报告内容提示
原始数据记录 计算结果一览表
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