2在直角坐标纸上作Ng/N——Na曲线，确定常数a, b或 a’, b’ 六 实验结果讨论

Np随Re的变化规律；搅拌流动型态与搅拌雷诺准数的关系；影响搅拌功率的因素。 七 思考题

1搅拌功率曲线对几何相似的搅拌装置能共用吗？ 2 试说明测定Np—Re曲线的实际意义？

实验七 填料吸收塔性能与空气(氨)—水吸收传质系数的测定

一 实验目的：

1了解填料吸收塔的操作原理和实验方法；

2测定干填料塔单位填料高度的压力降Δp与空气气速的变化关系；

3在一定的水喷淋密度下，测定湿填料塔单位填料高度的压力降Δp与空气气速的变化关系，并确定载点、泛点速度；

4以氨吸收为对象测定填料塔的传质单元数 NOG、传质单元高度HOG、总体积吸收系数KYa.

二 实验原理： （1）液泛现象

填料塔的压力降与填料的性质有关。

当无液体通过时，压力降与空塔气速成正比，在双对数坐标纸上为线性关系。而有一定喷淋密度的液体通过填料层时，气速变化小时压力降的变化与空塔一致；当气速增大到某一值，压力降的变化突然加大，此时填料表面载液量增多，气体通过受阻，达到了载点；当气速再增大，压力降变化急剧增大，此时液体不能顺利下流，填料塔充满液体，产生了液泛现象，塔工作不正常，刚开始产生液泛的速度称为液泛速度UF 。实际操作气速u=(0.5---0.8) UF. 以转子流量计测空气、水、氨的体积流量，空气和氨的体积流量需校正。故必须测进入流量计的空气和氨的温度，再查标准校正曲线（见说明书），确定实际流量。 以U型管压差计测填料层压力降Δp（mmH2O）。 （2）吸收操作浓度计算：

以清水逆流吸收Air(NH3)中的氨气，清水中X2=0 ；原料气Air(NH3)中氨含量Y1靠流量计控制，V NH3/VAir = 0.015——0.02. Y1 = 实际V NH3与实际VAir之比。

塔顶尾气中氨含量Y2通过预先装有5ml、0.005M的硫酸吸收瓶来分析，靠量气管量取达到终点所需尾气的体积V量，若量气管温度为T量 ，则：

Y2 = [2MH2SO4*V H2SO4]/[( V量*273/ T量)/22.4]

塔底吸收液的浓度X1靠滴定分析，移取10ml塔底吸收液，加2滴甲基橙，再以0.05M的硫酸滴定至橙红色。记录所消耗的体积V硫酸 ，则：

M1 = [2MH2SO4*V 硫酸]/10 ,X1 = 18M1 /1000 （3）NOG、HOG、KYa.的计算

测出吸收液的温度，从相平衡曲线上查出相平衡常数m. ΔY1 = Y1 - Y1* = Y1 – mX1 ,ΔY2 = Y2 – Y2* = Y2 – mX2

则平均推动力为： ΔYm =(ΔY1 -ΔY2 )/ ln(ΔY1/ΔY2) , NOG = (Y1 - Y2) /ΔYm

填料层高度Z = HOG·NOG ，HOG = [（V空气*273）/(22.4*T空气)]/ KYa*Ω, Ω-塔横截面积。 Z已知，则可求HOG ，最后求出总体积吸收系数KYa。

三 实验仪器与试剂： 填料吸收装置一套，配有空气鼓风机、氨气钢瓶及减压表。塔系硼酸玻璃管，装10*10*1.5 瓷拉西环，填料层高度Z=0.4m , 塔内径D=0.075m

分析：50ml酸式滴定管一支，铁架台，5ml、10ml移液管各一支，250ml锥形瓶2个，吸耳球一个，0.05M、0.005M硫酸各500ml, 甲基橙指示剂一瓶。

（新）填料塔的塔体为Ф100×5mm有机玻璃管制成，填料层高度Z=0.4m。

四 实验步骤：

1 空气旁路阀全开，只启动鼓风机，调空气流量由小到大，依次读取压力降Δp、转子流量计读数、和空气温度。标绘Δp/Z——u的曲线。

2 先将空气流量调至0，打开水保持喷淋量为40L/h, 慢慢调空气流量，直到观察到液泛现象，并确定液泛气速。读数同1，并记录。

3 将水流量调到30l/h， 控制原料气中氨浓度，氨流量选为0.02 （m3/h），靠减压阀控制。在空气、氨气和水的流量基本稳定后，记录各流量计读数以及空气、氨气温度，塔底排出液温度；并分析塔顶尾气及塔底吸收液的浓度。

4尾气分析：（见说明书）

（ 请认真听老师讲解，示范 ）

5吸收液分析：接取200ml 的吸收液加盖。再取10ml进行滴定分析。 6实验结束，先关氨气、再关水，最后关空气。

五 数据记录与处理：

1 干填料层Δp/Z---u关系 Z=0.4m , D=0.075m 序号 填料压降Δp（mmH2O） Δp/Z 空气流量空气温度 mmH2O/m 读数（m3/h） ℃ 校正后空气流量（m3/h） 空塔气速（m/s） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2喷淋量为40l/h时， Δp/Z---u关系 Z=0.4m , D=0.075m 序填料压降ΔpΔp/Z 号 （mmH2O） mmH2O/m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 空气流量读数（m/h） 3空气温度 校正后空气3空塔气速塔内操作现象 塔内正常 ℃ 流量（m/h） （m/s） 开始积液 塔内积液 液泛 严重液泛 10 11 12 13 3 在双对数坐标纸上作出Δp/Z---u变化曲线 确定载点气速与液泛气速。

4 氨吸收传质实验数据与计算；

气体：空气—氨混合气；吸收剂：水；

10*10*1.5 瓷拉西环，填料层高度Z=0.4m , 塔内径D=0.075m 实验项目 空气流量 空气流量计读数(m3/h) 空气在流量计处温度℃ 校正后空气流量(m3/h) 实验结果 30.0 0.005左右 5 0.05左右 10 0.785D2 氨气流量 氨转子流量计读数(m3/h) 氨的温度℃ 校正后氨的体积流量(m3/h) 水的流量(L/h) 塔顶Y2的测定 尾气分析用硫酸浓度M 尾气分析用硫酸体积ml 量气管内空气体积ml 量气管内空气温度℃ 塔底X1的测定 滴定用硫酸浓度M 滴定用硫酸的体积ml 吸收液的体积ml 相平衡 求气相总传质单元数NOG 塔底液相温度℃ 相平衡常数m 塔底气相浓度Y1 塔顶气相浓度Y2 对数平均浓度差ΔYm NOG 求总体积吸收系数 气相总传质单元高度HOG 空气的摩尔流量V 塔的横截面积Ω KYa

六 实验结果讨论

回收率Ф=（Y1 -Y2）/ Y1 比较干填料层压降与湿填料层压降随气速的变化；传质系数测定时如何减小实验误差？ 七 思考题（1,3）

1水吸收空气中的氨属于气膜还是液膜控制？为什么？

2 当进气浓度不变时，欲提高溶液的出口浓度，可采用哪些措施？ 附：相平衡常数m与吸收液温度T的关系 T（℃） m 0 0.293 10 0.502 20 0.778 25 0.934 30 1.250 40 1.938