填料吸收塔实验45287
实验三 填料吸收塔实验
一、实验目的
1、 了解填料塔吸收装置的基本流程及设备结构;
2、 观察在不同空塔气速下,填料塔的流体力学状态;
3、 测定气体通过填料层的流体阻力;
、 掌握总吸收系数的测定方法。 4
二、实验内容
?、填料塔流体力学特性:
填料塔流体力学特性包括压强降和液泛规律。要计算填料塔需用动力时,必须知道压强降的大小,而要研究气液负载量时,则必须了解液泛的规律。
本实验可用空气与水进行测定。在各项喷淋量(包括喷淋量为零),逐步增大气速,记录所需数据,至刚出现液泛时止,但必须注意勿使气速过分超过泛点,避免冲破填料。 ?、吸收系数 的测定
吸收系数和传热系数相仿,根据吸收速率公式
VYY,,,G12A K,,YAYaZY,,,mm
式中: ——单位时间被吸收气体组分量(kmol/s) GA
2 ——气相总吸收系数(kmol/(m*s)) ,Ym
2A ——气液接触面积(m)
一个吸收设备的气相和液相进出口的组成,往往由工艺要求所决定。这样一来 便为以给定,同样 也为生产任务所给定,所以吸收设备的大小(),只取决于吸收系数 ,吸收系数对于吸收计算正如传热系数对于传热计算一样,具有十分重要的意义。 测定吸收系数 ,只要将上式等式右边各项测出代入求得。
GVYY,,其中 ,,A12
V式中: ——惰性气体流量(kmol/s),直接由空气转子流量计测量;
YY、——分别为进出塔的气体浓度,进塔浓度由进气的氨与空气的比例计算,12
出塔浓度由尾气
分析
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器测出。
Z式中: ——填料层高度(m);
2, ——填料塔塔截面积(m);
23 a——单位体积填料的有效表面积(m/m),在一般操作条件,填料可视为完全润湿,因而a,,(填料比表面积)
YY,12而 ,,YmY1dY
,*Y2YY,
,Y一般情况下,用图解积分法求得,如果平衡线是直线,则 m
**YYYY,,,,,,,1122 ,,Ym*YY,11In*YY,22
*下表1及2分别代表塔底、塔顶。表示平衡时气相浓度 Y
** YmxYmx,,,1122
E 相平衡常数 m,P
式中: E——亨利系数,氨水溶液浓度<5%时的亨利系数E为
水温 0 10 20 25 30 40
E(atm) 0.293 0.502 0.778 0.947 1.25 1.935
P——塔平均操作压强(atm)则
P=绝对大气压+塔顶表压+ 0.5塔压差
三、实验步骤
?填料塔流体力学特性操作
1、 进行填料塔流体力学特性实验不要开动氨气系统,使用水对空气进行操作即可。 2、 实验开始可先开动供水系统,开动供水系统的滤水器时要注意首先打开出水端阀门,再
慢慢打开进水阀,如果在出水端阀门关闭的情况下开进水阀,滤水器就可能超压。 3、 在正式实验之前一般要慢慢 加大气速到接近液泛后再回复到预定气速,目的是使填料
全部润湿一次。
4、 正式测定时固定某一喷淋量,测定每间隔气速下的填料压降,按实验记录表格记录数据。 ?吸收系数测定操作
1、 先确定操作条件,准备好尾气分析器,用前面所介绍的方法开动水系统和空气系统,则
一切准备完毕后再开动氨气系统,实验完毕随即关闭氨气系统,以便可能节约氨气,空
气系统的关闭方法也和前项介绍的一样。
2、 开动氨气系统时,首先将自动减压阀的弹簧放松,使自动减压阀处于关闭状态,然后打
开氨气瓶顶阀,此时,自动减压阀的高压压力表应有示值,下一步先管好氨气转子流量
计前的调节阀,此时,自动减压阀的弹簧,使阀门打开,同时注视低压氨气压力表,至
2压力表的示值达到0.5或0.8(kg/cm)时即可停止。以后即可用转子流量计前的调节阀
调节氨气流量。关闭氨气系统的步骤与开动步骤相反。
3、 尾气分析的准备和测定操作
先洗净分析盒两个,各加入一定量的硫酸、指示剂,加蒸馏水到刻线处。关好分析系统的调节旋转塞后将其中一个盒子装入分析系统管道内,并记下湿式流量计的初始值,至此分析器的准备工作完成。测定时缓慢打开调节旋塞,使尾气通过分析器,要注意控制通过速度,过大尾气会将分析液带走,引起误差,过慢,则延长分析时间,待分析液变色立即关闭旋塞,此时读取湿式流量计的终示值,即完成一个样品的分析。
四、尾气浓度测定方法
进气浓度可以从氨流量计和空气流量计的计量计算出来,出塔液体的浓度可通过物料衡算得到,唯一要分析的是尾气浓度。
尾气分析器,由吸收盒和湿式气体流量计所组成。吸收盒有快装接头,事先将一定浓度、一定体积的稀硫酸吸收液收入吸收盒内,并加入指示剂甲基红,分析时用快装接头接入管道内,
然后打开旋塞,让尾气通过吸收盒,尾气中的氨被吸收液吸收,其余部分(空气),由湿式气体流量计计量,当指示剂变色时,表示吸收终点到达,随即关闭旋塞,并读取湿式气体流量计终示值。
因为事先放入的吸收液浓度和体积是已知的,故空气总量是多少即可反映尾气浓度,空气量越大表示浓度越低。
测定时要注意控制阀门的开度大小,务使尾气成单个气泡连续不断进入吸收盒,如果开度过大,尾气成团通过,则吸收不完全,开度过小,则分析时间过长。
五、有关数据整理两点说明
?
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
状态下空气流量及氨气流量计算式
TPP3012QQ,标准状态下空气流量 (NM/h) 01PTT012
T,PP301012标准状态下氨气流量 (NM/h) QQ,01PTT,02012
式中: ——转子流量计示值(即为标定流量) Q0
——标准状态压力温度( ) PTPmmHg,760TK,2730000
及——分别表示使用状态和标定状态的压力和温度 PTPT2211
( ) PmmHg,760TK,29311
3 及分别表示标准状态下标定气体和被测定气体的重度(kg/m) ,,1020
?尾气浓度Y的计算 2
尾气通过吸收器,当其中的硫酸被尾气中的氨刚好完全中和时,若所通过的空气体积为V 0空
V[毫升](标准状态),被吸收的氨的体积为Y[毫升](标准状态),则尾气浓度为: 20氨
V0氨Y, 2V0空
V式中: ——由湿式气体流量计测量,再换算为标准状态; 0空
V ——被吸收的氨的体积(标准状态) 0氨
VVVN=22.12,值可根据加入吸收管的硫酸溶液体积和浓度求出: 330氨0氨
V式中: ——加入吸收管中的硫酸溶液体积[毫升] 3
N ——硫酸液的当量浓度[毫克当量/毫升] 3
式中22.1是1毫克分子氨在标准状态下的体积[毫升/毫克分子],这是因为标准状态下氨的重度=0.7708[毫克/毫升],又1毫克分子氨的重量是17.03毫克,所以1毫克分子氨在标
1准状态下的体积为[毫升/毫克分子];2是一毫克分子硫酸消耗两毫克17.03=22.1,0.7708
分子氨气。
六、实验记录
?填料流体阻力实验记录
实验日期:
实验介质:
塔内径:
大气压强:
空气流量计算标定状态:
实验填料种类及规格:
填料高度:
填料比表面积:
水温:
空气平均密度: .
空 气 流 量 压 强 降 序水流量 填料塔 塔顶 塔内现象 流量计示值 计前表压 气 温 号 (L/h) 表压 压 差 3/h) (mmHO) (?) (m2(mmHO) (mmHO) 221 2 3 4 5 6
序 号 1 2 3 4 5 6
Q 0
3(m/h)
2,G,10 2(kg/(mh))
,P Z (mmHO/m) 2
?吸收实验记录
实验日期:
填料种类及规格:
吸收剂:
填料高度:
氨气纯度:
23填料比表面积σ= m/m
项目 序号 1
3流量计示值(m/h) 空气 计前表压(mmHO) 2
温度(?) 3流量计示值(m/h) 氨气 计前表压(mmHg)
温度(?)
流量计示值(L/h) 水 温度(?)
空气体积L 吸收液:硫酸 浓度 温度(?) mol/L
体积: 毫升 尾气浓度Y 2
大气压表压(mmHO) 2 压强 塔顶表压(mmHO) 2
填料层压差(mmHO) 2 1、尾气浓度Y计算: 2
2、 进气浓度Y计算: 1
3、 塔氨水溶液浓度x计算: 1