一、 实验名称:吸收实验二、实验目的:1.学习填料塔的操作;2. 测定填料塔体积吸收系数 KYa.三、实验原理:对填料吸收塔的要求,既希望它的传质效率高,又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的,故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。(一)、空塔气速与填料层压降关系气体通过填料层压降△P 与填料特性与气、液流量大小等有关,常通过实验测定。若以空塔气速[m/s]为横坐标,单位填料层压降[mmH20/m]为纵坐标,在双对数坐标纸上标绘如图 2-2-7-1 所示。当液体喷淋量 L0=0 时,可知~关系为一直线,其斜率约 1.0—2,当喷淋量为 L1时,~为一折线,若喷淋量越大,折线位置越向左移动,图中 L2>L1。每条折线分为三个区段,值较小时为恒持液区,~关系曲线斜率与干塔的一样。值为中间时叫截液区,~曲线斜率大于 2,持液区与截液区之间的转折点叫截点 A。值较大时叫液泛区,~曲线斜率大于 10,截液区与液泛区之间的转折点叫泛点 B。在液泛区塔已无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间,此时塔效率最高。吸收实验图 2-2-7-1 填料塔层的~关系图 图 2-2-7-2 吸收塔物料衡算(二)、吸收系数与吸收效率本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨,氨易溶于水,故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小,则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律,吸收平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。其吸收速率方程可用下式表示: (1)式中:NA——被吸收的氨量[kmolNH3/h];——塔的截面积[m2]H——填料层高度[m]Ym——气相对数平均推动力KYa——气相体积吸收系数[kmolNH3/m3·h]被吸收氨量的计算,对全塔进行物料衡算(见图 2-2-7-2): (2)式中:V——空气的流量[kmol 空气/h]L——吸收剂(水)的流量[kmolH20/h]Y1——塔底气相浓度[kmolNH3/kmol 空气]Y2——塔顶气相浓度[kmolNH3/kmol 空气]X1,X2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolNH3/kmolH20]由式(1)和式(2)联解得: (3)为求得 KYa 必须先求出 Y1、Y2和Ym之值。1、Y1值的计算: (4)式中:V01——氨气换算为标态下的流量[m3/h]V02——空气换算为标态下的流量[m3/h]0.98——氨气中含纯 NH3分数对氨气: (5)式中:V1——氯气流量计上的读数[m3/h]T。,P。——标准状态下氨气的温度[K]和压强[mmHg]T1,P1——氨气流量计上标明的温度[K]和压强[mmHg]T2,P2——实验所用氨气的温度[K]和压强[mmHg]——标准状态下氨气的密度(=0.769kg/m3...