u乐国际:填料塔吸收操作及体积吸收系数测定docx

  登录成功,如需使用密码登录,请先进入【个人中心】-【账号管理】-【设置密码】完成设置

  简介:本文档为《填料塔吸收操作及体积吸收系数测定docx》,可适用于市场营销领域

  *若权利人发现爱问平台上用户上传内容侵犯了其作品的信息网络传播权等合法权益时,请按照平台侵权处理要求书面通知爱问!

  全国最大的共享资料库,等您下载。本资料为填料塔吸收操作及体积吸收系数测定.docx文档,由爱问共享资料用户提供,以下为正文内容。

  实验报告课程名称:过程工程原理实验(甲)指导老师:成绩:实验名称:填料塔吸收操作及体积吸收系数测定实验类型:工程实验同组学生姓名:一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、u乐国际,讨论、心得实验目的:了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作观察填料塔的液泛现象测定泛点空塔气速测定填料层压降∆p与空塔气速u的关系曲线测定含氨空气mdash水系统的体积吸收系数Kya。实验装置:本实验的装置流程图如图:主体设备是内径为mm的吸收塔塔内装**陶瓷拉西环填料。物系:水mdash空气mdash氨气。惰性气体由漩涡气泵提供,氨气由液氮钢瓶提供吸收剂水采用自来水它们的流量分别通过转子流量计测定。水从塔顶喷淋至调料层与自下而上的含氨空气进行吸收过程溶液由塔底经过液封管流出塔外塔底有液相取样口经吸收后的尾气由塔顶排至室外自塔顶引出适量尾气用化学分析法对其进行组成分析。基本原理:填料塔压力降与空塔气速u的关系填料塔的压力降与泛点气速是填料塔设计与操作的重要流体力学参数。气体通过填料层的压力降将随气液流量的变化而改变。填料层的压力降与空塔气速u的关系如图所示。当无液体喷淋(L=)时~u关系在双对数坐标中为一斜率在~之间的直线如图中AB线。当液体喷淋密度达到一定值(如)后液体以液膜状流经填料表面~u关系如图中ABCD线所示由两个转折点B、C分为三个区段。其中第一区段AB为恒持液区在此区段中空塔气速较低气体流速对填料表面上覆盖的液膜厚度无明显影响填料层内的持液量与空塔气速无关仅随喷淋量的增加而增大。此区段的~u关系线与AB线平行由于持液使填料层空隙率减小故压降高于相同空塔气速下的干塔压降。当空塔气速增大至一定程度时气体对液体的流动产生明显的牵制作用随空塔气速增大液膜增厚出现填料层持液量增加的所谓拦液状态(或称截液现象)此时的状态点称为载点或拦液点即图中的B点。空塔气速大于载点气速后填料层内的持液量随空塔气速增加而增大在空塔气速增大与空隙率下降的双重作用下~u关系线呈向上弯曲的形状即图中的第二区段BC。当气体速度继续增大达到点C相当的值时上升气流对液体所产生的曳力使得液体向下流动严重受阻积聚的液体充满填料层空隙气体只能以鼓泡的形式上升致使填料层压降急剧上升~u关系线变得非常陡峭如图中CD区段。此现象称为液泛C点称为泛点。填料塔在液泛状态(CD区段)下操作气液相间的接触面积最大传质效率最高但操作最不稳定因此实际操作气速应控制在既接近于液泛但又不发生液泛时的气速。一般操作气速取液泛气速的~。塔内气体流速用空塔气速u表示其定义为气体体积流量与塔截面之比。即()式中mdashmdash空塔气速ms一一塔内气体体积流量ms一一塔截面积m。、实验中气体流量由转子流量计测量。但由于实验测量条件与转子流量计标定条件不一定相同故转子流量计的读数值必须进行校正。校正方法如下:Q=QNrhoPTrhoPT()式中:rhomdash标定状况下空气的密度kgmrhomdash被测气体在标定状况下下的密度kgmP、Tmdash标定的空气状况P=timesPaT=KP、Tmdash实际测量时候被测气体的绝对压强、绝对温度PaK。、当转子流量计用于测量水时虽然水温的不同要引起密度和粘度的变化但它对流量值影响较小一般不予校正。体积吸收系数KYa的测定相平衡常数m对相平衡关系遵循亨利定律的物系(一般指低浓度气体)气液平衡关系为:y*=mx()相平衡常数m与系统总压P和亨利系数E的关系如下:m=EP()式中:Emdash亨利系数PaPmdash系统总压(实验中取塔内平均压力)Pa亨利系数E与温度T的关系为:lgE=T()式中:Tmdash液相温度(实验中取塔底液相温度)K。根据实验中所测的塔顶表压及塔顶塔底压差△p即可求得塔内平均压力P。根据实验中所测的塔底液相温度T利用式()、()便可求得相平衡常数m。体积吸收常数KYa体积吸收常数KYa是反映填料塔性能的主要参数之一其值也是设计填料塔的重要依据。本实验属于低浓气体吸收近似取Yasympy、Xasympx。吸收速率方程为:GA=KYamiddotOmegamiddothmiddot∆Ym则KYa=GAOmegamiddothmiddotDeltaYm()式中:KYamdash气相体积吸收系数kmolmmiddothamdash单位体积填料层所提供的有效接触面积mmGAmdash单位时间内氨气的吸收量kmolhOmegamdash塔截面积mhmdash填料层高度m∆Ymmdash吸收推动力气相对数平均浓度差。为求得KYa需求取GA及DeltaYm。被吸收的氨气量GA,可由物料衡算GA=VYY=L(XX)()式中:Vmdash惰性气体空气的流量kmolhYmdash进塔气相的组成比摩尔分率kmol(A)kmol(B)Ymdash出塔气相(尾气)的组成比摩尔分率kmol(A)kmol(B)Xmdash出塔液相组成比摩尔分率kmol(A)kmol(B)Xmdash进塔液相组成清水吸收X=Lmdash吸收剂水的流量kmolh。进塔气相浓度Y的确定Y=VAV()式中:VAmdash氨气的流量kmolh。根据转子流量计测取得空气和氨气的体积流量和实际测量状态(压力、温度)。应对其刻度流量进行校正而得到实际体积流量再由气体状态方程得到空气和氨气的摩尔流量并由式()即可求取进塔气相浓度Y。出塔气相(尾气)的组成Y的确定用移液管移取体积为Vaml、浓度为Mamoll的标准硫酸溶液置于吸收瓶中加入适量的水及滴百里酚兰(指示剂)将吸收瓶连接在抽样尾气管线上(如装置图)。当吸收塔操作稳定时尾气通过吸收瓶后尾气中的氨气被硫酸吸收其余空气通过湿式流量计计量。为使所取尾气能反映塔内实际情况在取样分析前应使取样管尾气保持畅通然后改变三通旋塞流动方向使尾气通过吸收瓶。Y=nNHnair()式中:nNHmdash氨气的摩尔数molnairmdash空气的摩尔数mol。尾气样品中氨的摩尔数nNH可用下列方式之一测得:(i)若尾气通入吸收瓶吸收至终点(瓶内溶液颜色由黄棕色变至黄绿色)则nNH=VamiddotMatimesmol()(ii)若通入吸收瓶中的尾气已过量(瓶中溶液颜色呈蓝色)可用同样标准硫酸溶液滴定至终点(瓶中溶液呈黄绿色)。若耗去酸量为Va#ml,则nNH=(VaVa#)middotMatimesmol()尾气样品中空气摩尔数nair的求取尾气样品中的空气量由湿式流量计读取并测定温度nair=PVRTmol()式中:Pmdash尾气通过湿式流量计时的压力(由室内大气压代替)PaVmdash通过湿式流量计的空气量lTmdash通过湿式流量计的空气温度KRmdash气体常数R=Nmiddotm(molmiddotK)。由式()()可求得nNH和nair代人()即可得到Y根据得到的Y和Y由()即可得到GA。对数平均浓度差∆Ym∆Ym=(∆Y∆Y)ln⁡(∆Y∆Y)()其中:∆Y=YY*=YmX∆Y=YXmdash出塔液相的组成比摩尔分率kmol(A)kmol(B)出塔液相浓度X可取塔底液相样品进行化学分析得到也可用物料衡算式()得到。求得GA、∆Ym即可由式()得到KYa。实验步骤:先开启吸收剂(水)调节阀当填料充分润湿后调节阀门使水流量控制在适当的数值维持恒定启动风机调节风量由小到大观察填料塔内的流体力学状况并测取数据根据液泛时空气转子流量计的读数来选择合适的空气流量本实验要求在两至三个不同气体流量下测定KYa为使进塔气相浓度Y约为须根据空气的流量来估算氨气的流量然后打开氨气钢瓶调节阀门使氨气流量满足要求水吸收氨在很短时间内操作过程便达到稳定故应在通氨气之前将一切准备工作做好在操作稳定之后开启三通阀使尾气通入吸收瓶进行尾气组成分析。在实验过程中尤其是测量时要确保空气、氨气和水流量的稳定改变气体流量或吸收剂(水)流量重复实验实验完毕关闭氨气钢瓶阀门、水调节阀切断风机电源洗净分析仪器等。实验数据处理:大气压:mbar填料层高度:cm填料塔内径:mm标准酸浓度:M()填料层压降△p与空塔气速u的关系、实验数据记录表格水流量Vw为时原始数据表空气塔顶底压差kPa塔顶表压kPa流量读数m^h温度℃表压kPa表格水流量Vw为Lh时原始数据表空气流量塔顶底压差kPa塔顶表压kPa塔底液温℃读数m^h温度℃表压kPa、数据处理:塔截面积Omega=piD=m表格水流量Vw为时数据处理V空气读数(m^s)T空气Krho空气kgm^P空气P塔内kPaV空气校正值(m^s)V塔内空气(m^s)空塔气速u(ms)表格水流量Vw为Lh时数据处理V空气读数(m^s)T空气Krho空气kgm^P空气P塔内kPaV空气校正值(m^s)V塔内空气(m^s)空塔气速u(ms)计算示例(以Vw=Lh的第二组数据为例):V空气==*^m^s由空气温度查表得空气密度rho=kgm^压强P==kPaV空气校正=V空气rhoPTrhoPT=***()(**)=*^m^s流量计内压强与塔内压强有差别使得流量有差别。常压、室温下可视为理想气体PV=nRTP塔内=(P塔顶△p)==kPaV塔内=V空气校正*P空气P塔内=*^m^su=V塔内Omega=*^=ms、以填料层压降△p对空塔气速u做双对数坐标图如图图填料层压降△p与空塔气速u双对数坐标图、由图中L=Lh的曲线可得达到液泛点时泛点气速约为m^h。通常操作气速取泛点气速的~故取操作气速为m^h。()体积吸收系数KYa的测定、数据记录表格体积吸收系数测定实验数据记录表组别空气流量流量计读数Q空气m^h空气温度T空气℃空气表压P空气kPa氨气流量流量计读数QNHLh氨气温度TNH℃氨气表压PNHkPa水流量计读数VwLh塔顶底压差△PkPa塔顶表压P塔顶kPa塔底液温T液℃塔顶气相浓度分析吸收瓶加酸量V酸ml脱氨后空气量L空气L脱氨后空气温度T空气rsquo℃、数据处理表格体积吸收系数测定实验处理组别EmVNHkmolhV空气kmolhYnNHmoln空气molYGAkmolhX△Y△Y△YmKYa吸收效率eta计算示例:取第一组实验数据lgE=T液=()=亨利系数E=^=P=△PP塔顶P大气==kPa=Pam=EP==rhoNH=PMRT=*(*)=kgm^氨气体积流量校正QNH=***()(**)=Lh氨气摩尔流量VNH=QNH=molh=kmolhrho空气=kgm^故空气体积流量校正:Q空气=***()(**)=m^h空气摩尔流量V空气=Q空气=kmolhY=VNHV空气==nNH=*M酸*V酸=***^=*^moln空气=PL空气RT空气rsquo=*^**^(*())=molY=nNHn空气=*^=GA=V空气*(YY)=*()=kmolhLW=VW*rhoWM=**^=kmolhX=V空气*(YY)LW=*()=△Y=YmX=*=△Y=YmX=Y=△Ym=(△Y△Y)ln(△Y△Y)=()ln()=KYa=GA(Omega*h*△Ym)=(**)=eta=YY=()*=、KYa与空气流量Q空气和水流量VwLh的关系组号空气流量Q空气m^h氨气流量QNHLh水流量VwLhYXGAkmolh△YmKYa结果分析、讨论:本次实验分别通过改变吸收剂水流量和空气流量来讨论对吸收的影响。从实验数据处理的结果可以看出:、第组和第组之间空气流量不变增大水的流量出口气体浓度Y变小出口液体浓度X减小体积吸收系数KYa变大。分析:按化工原理相关知识分析增大吸收剂流量使得吸收剂侧的传质阻力减小由传质速率N=传质推动力阻力得N增大故气相出口浓度Y减小而液相出口浓度X因吸收剂用量增多故减小。GKYa表示气相总传质单元高度KYa增大则气相总传质单元高度减小表明传质效果好。、第组和第组水流量保持不变增大气体流量则Y减小X增大体积吸收系数增大。分析:传质速率N=传质推动力阻力增大空气流量使得空气侧传质阻力减小得N增大故气相出口浓度Y减小液相出口浓度X增大KYa增大传质效果更好。、比较第组和第组第三组KYa增大幅度较第组更大。由于氨气易溶于水按照对流传质的双膜理论体系属于气膜控制第组改变气体流量使气膜变薄故传质效果提升更明显KYa增大幅度大。、由吸收效率可得当增大气量时或增大水量时吸收效率均提高而增大吸收剂水的用量吸收效率提高更明显。而理论上当增大气体流量时出口浓度Y应增大而吸收效率会减小与实验所测不符。可能原因分析:出口侧浓度Y测量不准确。可能是三组实验尾气分析时终点判断有偏差使得n空气存在偏差使Y计算不准确。、可以通过增大吸收剂流量来提高吸收效率。、思考题:要测定体积吸收系数需要测定哪些数据?使用哪些仪表?根据实验知道要测定体积吸收系数需要测定的数据有空气体积流量、空气温度和压力、氨气体积流量、氨气温度和压力、塔顶底压差、塔顶表压、水温、塔底液温、脱氨后空气量、尾气温度、氨气摩尔质量等。使用的仪表有转子流量计、温度计、压差计等。实验时如何确定水、空气和氨气的流量?水的体积流量可直接从转子流量计上读取再转化为摩尔流量空气和氨气的体积流量则先从转子流量计上读取利用校正公式进行校正然后再转化为摩尔流量。怎么样判断实验过程处于稳定状态?气体、水流量保持稳定全塔压力基本保持不变时即可判断实验过程处于稳定状态此时可以读取实验所需数据。为什么吸收时氨气从气相转移到液相?空气量改变对KYa有何影响?吸收的基本原理就是利用气体在吸收剂中溶解度不同来分离气体。本实验中氨气易溶于水在气相和液相之间存在浓度差气相到液相存在传质推动力这是发生传质过程的动力。按照吸收理论当增大空气流量时KYa增大。参考文献:《过程工程原理实验(乙)》杭州:浙江大学化学工程实验室《化工原理上、下册》何潮洪等北京:科学出版社

  商务谈判能帮助企业增加利润。对于一个企业来说,增加利润一般有三种方法:1、增加营业额;2、降低成本;3、谈判。不空谈,优秀的谈判者通常具有哪些特质?谈判专家告诉你,掌握好谈判策略技、谈判技巧,快速让业绩和收入翻倍。

上一篇:供应陶瓷阶梯环优质陶瓷环
下一篇:填料生产厂家

 

资讯 News
相关资讯 Releva ntnews
热点资讯 Hot spot
扬州青山水泵配件有限公司
服务热线

网站地图