吸收实验.doc

实验五 吸收实验
一、实验目的
1. 了解填料吸收塔的基本构造、吸收过程的基本流程及其操作。
2. 掌握吸收总传质系数的测定方法。
二、实验原理
对低浓度气体吸收且平衡线为直线的情况，吸收传质速率由吸收方程决定：

则只要测出，测出气相的出、入塔浓度，就可计算，而

式中:为混合气体的流量，，由转子流量计测定；
，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Δym 时需用平衡数据，本实验的平衡数据如下所示：
丙酮、空气混合气体中丙酮的极限浓度与空气温度 t 的关系（压强为
空气温度℃
0
10
15
20
25
30
35
40

8.5
11.4
14.6
17.9
22.4
30.9
38.2
46.3

丙酮的平衡溶解度：

液相浓度
x
平衡分压，kPa
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
0.01
0.906
1.599
2.706
4.399
7.704
0.02
1.799
3.066
4.998
7.971
12.129
0.03
2.692
4.479
7.131
11.063
16.528
0.04

3.466
5.705
8.997
18.862
20.660
0.05
4.185
6.838
10.796
16.528
24.525
0.06
4.745
7.757
12.263
18.794
27.724
0.07
5.318
8.664
13.596
20.926
30.923
0.08
5.771
9.431
14.928
22.793
33.722
0.09
6.297
10.197
16.128
24.525
36.255
0.10

6.744
10.930
17.061
26.258
38.654

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，其流程示意如图所示。空气的压力定为 2000Pa。

t
TT

P
P
T
高位槽
转子
流量计
填
料
塔

温度计
空压机
压力
定值器
压力表

鼓
泡
器
吸收实验流程图

四、实验步骤及操作要领
1.熟悉实验流程，学习填料塔的操作。在空气流量恒定条件下，改变清水流量，测定气体进出口浓度和，计算组分回收率η、传质推动力和传质系数。
2.在清水流量恒定条件下，改变空气流量，测定气体进出口浓度和， 计算组分回收率η、传质推动力和传质系数。
3.改变吸收液体的温度，重复实验。
4.在控制定值器的压强时应该注意干将空压机的出口阀门微开。
5.加热水时，要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，取样时先取再取。
7. 转子流量计的读数要注意换算。
8.气体流量不能超过。液体流量不能超过，防止液泛。
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：40 mm； 填料层高度：24 cm；
自查丙酮—空气物系的平衡数据； 大气压：100.7 KPa； 室温：15 ℃。
2. 实验数据
序号
计前空气压力MPa
空气温度℃
空气流量L/H
水的流量读数L/H
塔底温度℃
塔顶温度℃
入塔气体浓度A1
出塔气体浓度A2
1
0.02
13.8
400
2
13.2
13.6
924
606
2
0.02
13.4
400
6
12.4
14.5
878
142
3
0.02
13.4
600
6
14.2
12.2
752
145
4
0.02
13.2
400
6
21.8
26.5
301
124

3.计算结果表
序号
混合气体流量mol/s
混合液体流量mol/s

1
0.0046
0.0308
0.000977
0.000641
0.0000504
0.0000524
0.000774
1.555E-06
6.662
2
0.0046
0.0925
0.000929
0.000150
0.0000389
0.0000405
0.000415
3.599E-06
28.752
3
0.0069
0.0925
0.000795
0.000153
0.0000481
0.0000500
0.000374
4.448E-06
39.447
4
0.0046
0.0925
0.000330
0.000136
0.0000097
0.0000101
0.000215
8.978E-07
13.845

以第一组为例：
15℃时，水的密度

入塔气体浓度：
出塔气体浓度：

当t=15℃时，由平衡数据计算得：

因为反应温度和X1均很低，故认为溶液为理想溶液，反应的亨利常数不变。

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：1.当液相推动力阻力较小时，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。2.当液相阻力较大时，增大液体流量，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，而溶质吸收率增大。
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：对比一二组实验数据，当其他条件不变，提高液体水的流量时，传质阻力减小，不符合液膜控制；对比三四组实验数据，提高吸收剂的温度，增大，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。
液封装置设计：在塔底安装了3个节流阀，从而实现在塔底添加液封装置的设计。
4. 在该实验装置上如何验证吸收剂温度对吸收过程影响？
答：在保持其它实验条件不变的情况下，通过加热液体流量至不同的温度，测定气体的出入塔浓度，进行吸收实验，验证吸收剂温度对吸收过程的影响。
5. 查出丙酮的平衡数据，拟合出计算式。
答：当t=15℃时，

6. 如何正确使用转子流量计？
答：使转子流量计保持垂直，等转子稳定时再读数，在测定气体实际流量时，要使用公式校正读数；对于液体流量计，以转子上平面为基准读取刻度线，即为实际液体流量。
7. 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，则丙酮的气液相则没有达到平衡，导致吸收量偏小，偏大， 偏小，偏小，可能偏大，可能偏小。
8. 读数是否要同时进行？
答：读数不同时进行，应先取出口气体，再取入口气体。

THANKS !!!

致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等
打造全网一站式需求

欢迎您的下载，资料仅供参考

-可编辑修改-