吸收实验报告

吸收实验报告
吸收实验
专业：环境0901 学号：姓名：
⼀、实验⽬的
1、了解填料吸收塔德基本构造，吸收过程的基本流程及操作。

2、掌握吸收总传质系数Kya 的测定⽅法。

⼆、实验原理
对于低浓度⽓体吸收且平衡为直线的情况，吸收传质速率由吸收⽅程
N A =KyaV 填Δy m ，则只要测出NA ，测出⽓相的出，⼊塔浓度，就可以计算Kya ⽽N A =V （y 1-y 2）。

式中V 为混合⽓体的流量，单位为mol/s （由转⼦流量计测定）y 1,y 2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Δy m 时需要平衡数据可⽤丙酮的平衡溶解度算出相平衡常数m 。

丙酮、空⽓混合⽓体中丙酮的极限浓度*y 与空⽓温度t 的关系（压强为5102.1 Pa ）
（丙酮的平衡溶解度）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的部分，其流程⽰意图如下所⽰。

空⽓的压⼒定为0.02MPa 。

空⽓温
度℃
10 15 20 25 30 35 40 *y mol 8.5 11.4
14.6
17.9
24.4
30.9
38.2
46.3
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 20.66 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 0.1 6.744
10.93
17.061
26.258
38.654
三、实验步骤
1、熟悉实验流程，学习填料塔的操作。

在空⽓流量恒定的条件下，改变清⽔的流量，测定⽓体进出⼝浓度y 1和y 2 ，计算组分回收率η，传质推动⼒Δy m 和传质系数Kya 。

2、在清⽔流量恒定的条件下，改变空⽓的流量，测定⽓体进出⼝浓度y 1和y 2 ，计算组分回收率η，传质推动⼒Δy m 和传质系数Kya 。

3、改变吸收液液体的温度，重复实验。

4、在控制定值器的压强时应注意将空压机的出⼝阀门微开。

5、加热⽔时，需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y 2，再取y 1。

7、转⼦流量计的读数要注意换算。

8、⽓体流量不能超过600L/h ，液体流量不能超过7L/h ，防液泛。

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 34mm ，填料层⾼度 220mm ，填料尺⼨拉西环6*6*1（mm ），⼤⽓压 101.3KPa ，室温15 ℃。

2. 实验数据
序号
计前空⽓压⼒MPa
空⽓温度o C
空⽓流量读数L/h ⽔的流量读数L/h 塔底液度o C 塔顶液温o C ⼊塔⽓体浓度y1
出塔⽓体浓度y 2
进⼝⾯积A1 出⼝⾯积A2
1 0.0
2 14.5 400 2 14.4 15.8 0.055 0.018 4650 1562 2 0.02 14.6 400 6 14.
3 16.2 0.047 0.007 3957 589 3 0.02 14.6 600 6 14.
4 15.2 0.044 0.014 3712 1200 4
0.02 14.6
400
6
23.2
20.8
0.046 0.012
3861
998
3.计算结果表
2
2
3 8
1
7
3 4
5
3
6
1 空压机
2 压⼒表
3 温度计
4 ⾼位槽
5 转⼦流量计
6 填料塔
7 ⿎泡器
8 压⼒定值器
序号惰性⽓体流量mol/s 吸收剂流量mol/s y1 y 2
x1 y1*
Δym
N A
K Ya
1 0.0046 0.0309 0.055 0.018 0.005
4 0.0079 0.019 0.000
17 44.93
2 0.0046 0.0926 0.047 0.007 0.002
0 0.0029 0.014 0.000
18 65.20 3 0.0069 0.0926 0.044 0.014 0.002
2 0.0032 0.012 0.000
20 86.03 4
0.0046
0.0926
0.046 0.012 0.001
7
0.0025
0.012 0.000
16
65.20
计算过程以第⼀组数据为例：
s mol M G V s mol M G V /03086.0018.0/3600/1000002.0//00460.0029.0/3600/2.14.0/=?===?==液液⽓液液⽓⽓⽓ρρ055
.0)
5.14273/(31.8/)8e (10*310*3.10112
10*2.1*4650)/(n y1=+--===
e e RT poV AF n 取样取样量取样丙酮量同理得y2=
N A =V(y1-y2)=0.0046*(0.055-0.018)=1.7*10-4
对于清⽔x2=0,根据物料衡算有
)21()21(x x L y y V -=-，；
即x1=V(y1-y2)/L=0.0046*(0.055-0.018)/0.0309=0.0054
查表得t=14.5℃,P=101.3KPa 下丙酮溶解于清⽔的量为x=0.01时的平衡分压p*为1.15kPa, 故亨利系数E= p*/x,溶解度系数
m=E/P= p*/x/P=1.46。

⼜低浓度的丙酮在同⼀温度下变化不⼤，故可认为在实验条件下溶解度系数m=1.46 y1*=m ?x1=1.46*5.4*10-3=0.007884
Δym=[(y1-y1*)-(y2-y2*)]/ln[(y1-y1*)/(y2-y2*)]=0.019
83
.44019.0/)10996.1/(00017.0//10996.122.0034.0785.04/d 4
m m 3
422=?=?=?=?=??==--y V N K y V K N m h V A ya ya A 填填填，则⼜π
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：当液相阻⼒较⼩时，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。

当液相阻⼒较⼤时，增加液体的流量，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，溶质吸收量增⼤。

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：由3、4两组数据可知，当其他条件不变时，降低操作温度，1/Kya ≈m/kxa
减⼩，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。

4、在该实验装置上如何验证吸收剂温度对吸收过程的影响？
答：设置不同操作温度下的吸收实验，例如第3组和第4组其他条件相同，但第4组吸收剂要加热。

5、如何正确使⽤转⼦流量计？
答：使流量计保持垂直，等到转⼦稳定时再读数，测定实际流体时要校正读数。

6、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，则丙酮的⽓相和液相没有达到平衡，导致吸收量偏⼩，y2偏⼤，Na偏⼩，x1偏⼩，Kya可能偏⼤可能偏⼩。

7、读数是否同时进⾏？
答：不同时进⾏；先取出⽓⼝⽓体，后取⼊⽓⼝⽓体。