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1、吸收系数的测定1、234一、实训目的 了解填料吸收装置的基本流程及设备结构； 掌握吸收系数的测定方法； 了解空塔气速和喷淋密度对总吸收系数的影响 了解气体空塔流速与压强降的关系。根据传质速率方程：NA= K AYm 即; G = NAF = KYFAYmG二、基本原理KyFAY所以； m通过实验分别测定和计算（单位时间吸收的组分量）、（气液两相接触面积）、（平均传质推动 力）的值，便可代入上式计算得吸收系数的值。1、单位时间吸收的组分量G （Kmol/h）G 二 V （Y - Y ）12上式中：V（惰性气体流量）用空气转子流量计来测定；Y1（进塔气体组成）可通过测定进塔时 氨及空气流量来计算得
2、到；丫2（出塔气体组成）采用化学法进行尾气分析测定和计算得到。 2、气液两相接触面积 F（m2）兀F = aV = a x D 2 x z4上式中：V填料的总体积（m3）Z填料层高度（m）D吸收塔的内径（m）a有效比表面积（m2/m3）a = a / n式中：tat干填料的比表面积（m2/m3）n填料的表面效率，可根据最小润湿分率查图表（参看教材）操作的润湿率最小润湿分率=规定的最小润湿率式中：式中：填料的最小润湿分率=0.08m3/m2.h （规定的最少润湿率） 操作的润湿率=W/at（m3/m2.h）W喷淋密度，每小时每平方米塔截面上的喷淋的液体量。W = V（水的体积流量）0 （塔截面积
3、）AY3、平均传质推动力 mAY本实验的吸收过程处于平衡线是直线的情况下，所以可用对数平均推动力法计算 m上式中：AYm(Y - Y *) - (Y - Y *)11 2 2Y - y *ln i i -Y - Y *221 + (1 一 m) XEm =Pp=大气压+塔顶表压+1/2塔内压差温度（oC）01020253040E(atm)0.2390.5020.7780.9471.2501.938液相浓度 5%以下时亨利系数与温度的关系本实验中：X1由公式L（X1 - X2） = V（Y1- Y2）计算，其中：X2=04、转子流量计的计算公式：1）实验中用的空气转子流量计是以20 oC,1at
4、m的空气为介质来标定刻度的，如果工作 介质不是该状态下的空气，可用下式来换算刻度指示值：厂RTQ = Q 卜=21 p PT1 2 *21x Q12）如果还需要将Q值换算成标准状态（OoC,1atm）下的体积Q,则代入下式计算:小小PT 小T iPPQ = Q = Q 012202 p T 1 P TT0 2 0 123）如果测定的是其它气体，而且是非 20 oC,1atm 状态空气下则代入下式计算20204）如果还需要将Q值换算成标准状态下的值:20T :PPP =Q-1 P TT p1 21020上式中：P10、卩20分别表示20 oC,1atm状态下标定气体和被测气体的密度。5、尾气分析
5、法计算Y2以稀硫酸（0.02N）为指示液，酚酞为指示液，将经计量的尾气通入装有红色的吸收液（稀 硫酸和酚酞）的吸收瓶中，吸收液和尾气中的氨反应当达到终点时，吸收液变为红色，立即 关闭气体进口考克，记录尾气进入量，并根据硫酸的浓度先将湿式气体流量计口读得的空气 流量换算成标准状态下的体积流量V。：PT=V 0 PT01（V 空气流量读数）氨的体积：V=22.4VSNS（VS 硫酸溶液的体积ml;NS 硫酸溶液的当量浓度N毫克当量/毫升）Y 二 V2V最后： 0三、实训装置及流程 如图为吸收实训设备流程图。空气由风机1供给，阀2用于调节空气流量（放空法）。在气管中空气与氨混合入塔，经吸收后排出，出
6、口处有尾气调压阀9，这个阀在不同的流量 下能自动维持一定的尾气压力，作为尾气通过分析器的推动力。水经总阀 15 进入水过滤减压器16，经调解器17 及流量计 18 入塔。氨气由氨瓶23 供 给，开启氨瓶阀 24，氨气即进入自动减压阀 25 中，这法能自动将输出氨气压力稳定在0.5 - lkg /c%2范围内，氨压力表26指示氨瓶内部压力，而氨压力表27则指示减压后的压 力。为了确保安全，缓冲罐上还装有安全阀 29，以保证进入实验系统的氨压不超过安全允 许规定值（1.2kg/m2），安全阀的排出口用塑料管引到室外。为了测量塔内压力和填料层压力降，装有表压计20和压差计19。此外，还有大气压力 计
7、测量大气压力。930V入26312232V202502321225222628i6TZl1 风机2空气调节阀5填料塔6栅板9尾气调节阀10 尾气取样管13 吸收盒14湿式气体流量计17 水调节阀18水流量计21表压计22温度计25氨自动减压阀 26氨压力表29膜式安全阀30转子流量计3油分离器4空气流量计7排液管8莲蓬头11 稳压瓶12旋塞15总阀16水过滤减压阀19压差计20塔顶表压计23氨瓶24氨瓶阀27氨压力表28缓冲罐31表压计32空气进口阀四、实训步骤1、填料塔流体力学测定操作1）这项操作不要开动氨气系统，仅用水对空气进行操作即可。2）可以先开动供水系统。开动供水系统中的滤水器时，要
8、注意首先打开出口端阀门才慢 慢打开进水阀，如果在出口端阀门关闭的情况下开进水阀，滤水器就可能超压。3）开动空气系统。开动时要首先全开叶氏分机的旁通阀，然后再启动叶氏风机，否则风 机一开动，系统内气速突然上升可能碰坏空气转子流量计。风机启动后再用关小旁路阀的办 法调节空气流量。 同样道理，实验完毕要停机时，也要全开旁通阀，待转子降下来以后在停机，如果突然停机， 气流突然停止，转子就会猛然掉下，打坏流量计。4）一般总是慢慢加大气速到接近液泛，测定每一间隔气速下的填料压降。5）正式测定是固定某一喷淋量，测定每一间隔下的填料压降。2、传质系数的测定：1）事先确定好操作条件（如氮气流量、空气流量、喷淋量
9、），准备好尾气分析气，开动水 系统和空气系统，一切准备就绪后再开动氨气系统。实验完毕随即关闭氨气系统，以尽可能 节约氨气。水系统和空气系统的开动和关闭方法同上。2）氨气系统的开动方法：事先要弄清楚氨气自动减压阀的构造。开动时首先将自动减压 阀的弹簧放松，使自动减压阀处于关闭状态，然后打开氨瓶瓶顶阀，此时自动减压阀的高压 压力表应有示值。下一步先关好氨气转子流量计前的调节阀，；再缓缓压紧减压阀的弹簧， 使阀门打开，同时注视低压氨气压力表的示值达到0.5 到 0.8 公斤/厘米 2时即可停止。 然后用转子流量计前的调节阀调节氨气流量，便可正常使用。关闭氨气系统的步骤和开动步 骤相反。3）尾气分析器
10、的操作：尾气分析仪用取样管3、吸收管 8、湿式气体流量计等组成，在吸收管中装入一定浓 度一定体积的稀硫酸作为吸收液并加入指示剂（甲基红），当被分析的尾气样品通过吸收管 后，尾气中的氨被硫酸吸收，其余部分（空气）由湿式气体流量计计量。由于加入的硫酸数 量和浓度是已知量，所以被吸收的氨量便可计算出来。湿式气体流量计所计量的空气量可以 反映出尾气浓度，空气量越大表示浓度越低。分析操作开始时先纪录湿式气体流量计的初始值，然后开启阀5 让尾气通过取样管并 观察吸收液的颜色（吸收管是透明的，可以看清吸收液的颜色），当吸收液刚改变颜色（由 红变黄）时，表示吸收到达终点，应立即关闭阀门5，读取湿式气体流量计终
11、示值。操作是 要注意控制阀 5 的开度，使尾气成单个气泡连续不断进入吸收管，如果开度过大，气泡成大 气团通过则吸收不完全，开度过小，则拖延分析时间。尾气浓度计算参看基本原理。附：数据整理过程示例：（一、）、求空气流量：Q=19m3/hTO=273KPO=760mmHgP1=760mmHgP2=720+24.7=744.7mmHgTi=273+20=293KT2=273+16=289KT iPP273 760 x 744.7 “ 4-、/任门Q = Q o12 =x 19 = 17.64标准m3 / hio i P TT 760293x289o1 2（二）、求氨气流量：Q=0.762m3/hTO
12、=273KT1=293KT2=289KPO=760mmHgP1=760mmHgP2=720+13.2=733.2mmHgP = 1.293kg / m 3p = 0.7810 kg / m 310 20x 0.762 = 0.903标准 m 3/h小 小T ip PPQ = Q10 1 220 i P p TTo20 1 2273 ：1.293 x 733.2 x 7607600.781 x 289 x 293因为是98%的氨，故纯氨的量为0.903*0.98=0.885标准 m3/h（三）、计算 Y10.885Q1017.64二 0.0502PV x TV 二 oo P x ToY 二-2V
13、o0.98361083二 0.000908（四）、计算 Y2V 二 22.4V N 二 22.4 x 1 x 0.04391 二 0.9836mlSS720 x 273 x 1.21 x 103 二 1083ml760x289（五）、计算 G:V=署=07 8775 m处=0.0388kmol/hG = V(Y - Y ) = 0.7875(0.0502 - 0.000908)12AY（六）、计算m:D=0.11maT=403m2/m3z=0.815m60 x 10 -3兀 /4 x 0.112=6.317m3 / m2.h操作润湿率=w/a=6.317/403=0.0157（m2/h）最小润
14、湿率=0.157/0.08=0.196查教材上填料得表面效率和最小润湿率关系图得：=0.41a = a xq = 403 x 0.41 = 165.23m2 /m3 t兀F = a x D2 x z = 165.23 x 0.785 x 0.112 x 0.815 = 1.279m24= 0.961atm72012 + 0.5 x 4.3+76010330.64m=0.961= 0.66615OC 时：p= 9997g / m 3H2oM = 18H2o18L = % 一3 x 999 = 3.33kmol/hG 二 L (X - X )12=甕=0.011653.33Y*1mXi1 + (m -1) X10.666 x 0.0
