『壹』 填料塔吸收塔實驗中為什麼要有液封液封高度如何計算
液封裝備分2 類
1、塔內正壓,這時採用液封裝置是防止塔內氣體(一般為有毒有害或者本來就是專產品)外漏,屬造成污染環境或者浪費。
2、塔內真空,這這時採用液封裝置是防止塔外氣體進入塔內,影響吸收效率和增加後面的相關設備(如風機)負擔。
原理就是:利用一定高度液體產生的壓力抵消塔內產生的壓力產生平衡,隔離塔內外氣體。
液封高度大於吸收塔內相對壓力*1.1(視正負壓確定方向)這是經驗值
『貳』 活性炭吸附實驗思考題 連續流的升流式和降流式運動方式各有什麼缺點
降流式用於處理含懸浮物很少的廢水,能獲得很好的出水水質。當懸浮物含量高時,容易引起吸附劑層堵塞,降低吸附量,同時增大水頭損失。另外,降流式固定床的濾層容易滋長細菌,惡化水質。
升流式固定床的水流由下而上穿過吸附劑層,其壓頭損失小,允許廢水含的懸浮物稍高,對預處理要求較低,但濾速較小。升流式可避免炭床內因積有氣泡而產生短路,也便於發揮生物協同作用;缺點是沖洗效果較降流式差,操作失誤時易將吸附劑流失。
(2)填料吸收實驗裝置思考題擴展閱讀:
活性炭的吸附的特點:
活性炭的吸附能力就在於它具有巨大的比表面積,以及其精細的多孔表面結構,它具有微晶結構,微晶排列不規則,晶體中有微孔、大孔,可以吸附廢水和廢氣中的金屬離子、有害氣體、有機污染物、色素等,適合廢氣處理過程中脫味和除臭。
活性炭是具有發達空隙結構、比表面積大和較強吸附能力的炭。每克活性炭的總表面積可達1500m2以上。但活性炭顆粒的大小對吸附能力也有影響,一般來說,活性炭顆粒越小,過濾面積就越大。
所以,粉末狀的活性炭總面積最大,吸附效果最佳,但粉塵狀的活性炭應用范圍較窄。顆粒狀的活性炭吸附能力強,因顆粒不易流動、更換方便,因此使用范圍更廣。
參考資料來源:中國知網--中置復合濾料生物活性炭濾池升流式與降流式池型對比
『叄』 填料吸收塔傳值系數測定實驗中塔底為什麼要液封
你的問題不是很清楚,我擅自回答一下。
一般液封裝置都是用來保護填回料塔安全的。舉個例子答:假設填料塔內部是氣液傳質,且氣體是由鼓風機產生的負壓牽引,如果突然供氣不足,可能導致填料塔內部被吸真空,外界空氣壓力將填料塔壓癟;有了液封裝置,可以避免塔內部壓力過小,從而保護填料塔不受損害。另外,液封高度的設計和風機產生的負壓、液封介質及當地大氣壓有關。
此外,有些液封裝置在塔設備中起密封作用。
『肆』 吸收實驗液封裝置的作用是什麼,如何設計
液封裝置的作用是為了防止吸收過程中氣相短路,液封裝置又稱為π型管,即利用連通器原理設計。
另一種解答:(最後一題)http://www.docin.com/p-212984546.html
『伍』 設計一個大學化學合成實驗、要實驗原理、實驗目的、實驗操作、儀器、葯品、裝置圖、思考題
、(實驗 1)安全知識的講座,玻璃儀器的認領1、實驗目的要求 (1)了解有機化學實驗的一般安全知識及有機化學實驗室規則; (2)了解有機化學實驗課的要求(包括實驗紀律、實驗報告、預習、實驗記錄、實驗重做要求) (3)實驗是培養獨立工作和思維能力的重要環節,必須認真、獨立地完成。2、實驗主要內容 ⑴ 實驗基本知識的講解 ⑵ 安全知識的講解 ⑶ 實驗儀器的認領 ⑷ 實驗儀器的洗滌 1 (1)按時進入實驗室,認真聽取指導教師講解實驗、回答問題。疑難問題要及時提出,並在教師指導下做好實驗准備工作。 (2)實驗儀器和裝置裝配完畢,須經指導教師檢查同意方可接通電源進行實驗。實驗操作及儀器的使用要嚴格按照操作規程進行。 (3)實驗過程中要精力集中,仔細觀察實驗現象,實事求實地記錄實驗數據,積極思考,發現異常現象應仔細查明原因,或請教指導教師幫助分析處理。實驗記錄是科學研究的第一手資料,實驗記錄的好壞直接影響對實驗結果的分析。因此,必須對實驗的全過程進行仔細地觀察和記錄,特別對如下內容 : ①加入原料的量、順序、顏色。②隨溫度的升高,反應液顏色的變化、有無沉澱及氣體出現。③產品的量和顏色、熔點、沸點和折光等數據,要及時並真實的記錄。記錄時,要與操作一一對應,內容要簡明准確,書寫清楚。3、課堂討論選題1、怎樣寫預習報告4、課外作業選題1、如何對實驗的全過程進行仔細地觀察和記錄,二、(實驗 2)1-溴丁烷的合成(親核取代反應)1、實驗目的要求1、掌握(SN1 反應)的原理和方法;2、了解可逆反應與平衡移動;3、掌握低沸點易揮發有機物的合成方法。4、學習以溴化鈉、濃硫酸和正丁醇制備 1-溴丁烷的原理和方法。 2、實驗主要內容1、練習帶有吸收有害氣體裝置的迴流加熱操作;2、蒸餾、迴流(帶氣體吸收裝置);3、常溫過濾與熱過濾技術; 4、液體有機物的洗滌和乾燥。3、課堂討論選題1、實驗中如何對有害氣體進行吸收?4、課外作業選題1、影響 SN1 反應、和 SN2 反應的因素有哪些?三、(實驗 3)乙醚的合成(脫水反應)1、實驗目的要求1、掌握普通蒸餾、沸點和折光度測定的基本方法;2、掌握實驗室制備乙醚的原理和方法;3、掌握低沸點易燃液體的蒸餾操作。2、實驗主要內容1、常量法和微量法測定液體有機化合物沸點;2、分液漏斗和滴液漏斗的使用;3、低沸點易燃液體的蒸餾; 24、乙醚的分離。3、課堂討論選題1、實驗中如何收集低沸點的有機化合物?4、課外作業選題1、簡單醚的制備原理和方法?四、(實驗 4)正丁醚的合成(脫水反應)1、實驗目的要求1、掌握普通蒸餾、沸點和折光度測定的基本方法;2、掌握實驗室制備正丁醚的原理和方法;3、掌握掌握油水分離器的使用方法和實驗操作。4、掌握易燃液體的蒸餾操作。2、實驗主要內容1、用油水分離器迴流的方法制備正丁醚2、 正丁醚的乾燥、洗滌、蒸餾。3、分液漏斗和滴液漏斗的使用。3、課堂討論選題1、實驗中為什麼要使用油水分離器?4、課外作業選題1、混合醚的制備原理和方法?五、(實驗 5)甲基橙的合成(重氮化反應)1、實驗目的要求 1、掌握普通蒸餾、沸點和旋光度測定的基本原理; 2、通過甲基橙的制備掌握重氮化反應和偶氮化反應的原理和方法, 3、鞏固鹽析和重結晶的原理和操作。 4、進一步熟悉固體有機化合物的提純方法。2、實驗主要內容 1、甲基橙的合成、結晶、洗滌、重結晶 2、甲基橙的脫色 3、固體的乾燥 4、甲基橙的純化3、課堂討論選題1、實驗中怎樣對甲基橙脫色、純化?4、課外作業選題1、重氮化反應和偶氮化反應的原理和方法?六、(實驗 6)乙酸異戊酯的合成(酯化反應)1、實驗目的要求 1、 熟練掌握酸催化下直接酯化制備羧酸酯的原理和方法 3 2、掌握迴流方法合成有機化合物、 3、掌握乙酸乙酯液體乾燥劑的選擇及乾燥方法。 2、實驗主要內容 1、在酸催化下用迴流的方法合成乙酸異戊酯; 2、分液漏斗和滴液漏斗的使用 3、乙酸異戊酯液的乾燥 4、粗產品的分離。3、課堂討論選題1、實驗中怎樣對乙酸異戊酯進行洗滌和分離?4、課外作業選題1、酯化反應的原理和副反應?七、(實驗 7) 環己烯的合成(脫水反應)1、實驗目的要求1、 了解消去反應的基本原理;2 、學習以濃磷酸催化環己醇脫水制備環己烯的原理活動方法,3、掌握分餾和水浴蒸餾的基本操作2、實驗主要內容1 、在濃磷酸催化下環己醇脫水生成環己烯; 2、環己烯的洗滌、乾燥、蒸餾;3、用折光方法對樣品進行定性分析。3、課堂討論選題1、實驗中分餾柱的使用和水浴蒸餾的基本操作4、課外作業選題1、分餾的基本原理和方法?八、(實驗 8) 環己酮的合成(氧化反應)1、實驗目的要求1 、學習氧化法制備環己酮的原理和方法;2、通過二級醇轉變為酮的方法; 3、進一步了解醇與酮的區別。2、實驗主要內容1、用強氧化劑氧化環己醇生成環己酮; 2、攪拌裝置的使用,產物的分離;3、產品的純化,產品的紅外光譜測定。3、課堂討論選題1、實驗中攪拌的基本操作及產品的純化?4、課外作業選題1、氧化反應的基本原理和方法?九、(實驗 9) 己二酸的合成(氧化反應)1、實驗目的要求1 、了解氧化反應的原理、應用及影響反應的因素;2、 掌握強氧化劑氧化二級醇轉變為二元酸的方法; 3、掌握濃縮、過濾、重結晶等操作方法。2、實驗主要內容1、用高錳酸鉀氧化環己醇生成己二酸; 42、己二酸的重結晶分離; 3、己二酸的乾燥、熔點的測定。3、課堂討論選題1、實驗中電磁攪拌的基本操作及產品的純化?4、課外作業選題1、熔點的測定的基本原理和方法?十、(實驗 10)呋喃甲酸和呋喃甲醇的合成(歧化反應)1、實驗目的要求1、掌握歧化反應的原理和實驗方法;2、掌握歧化反應的條件、沒有α—H 的醛在強鹼催化下的氧化還原反應。3、了解氧化還原反應與平衡移動; 4、掌握有機酸和醇的合成方法及分離方法。 2、實驗主要內容1、沒有α—H 的醛在強鹼催化下合成呋喃甲酸和呋喃甲醇;2、用萃取的方法將呋喃甲酸和呋喃甲醇進行分離。 3、液體有機物的洗滌和乾燥4、呋喃甲酸的酸化及固體物質的純化。3、課堂討論選題1、歧化反應的原理和實驗方法4、課外作業選題1、發生歧化反應的條件?十一、(實驗 11)乙醯苯胺的合成(醯化反應)1、實驗目的要求1、掌握普通蒸餾、沸點和旋光度測定的基本原理;2、掌握芳胺醯化的應用,掌握苯胺乙醯化的原理和實驗操作,3、進一步熟悉固體有機化合物的提純方法。2、實驗主要內容1、分餾柱的使用、結晶、洗滌、重結晶2、掌握趁熱過濾的原理和方法 3、固體的乾燥 4、乙醯苯胺的脫色。3、課堂討論選題1、芳胺醯化的原理和實驗方法4、課外作業選題1、趁熱過濾的原理和方法?十二、(實驗 12)阿司匹林的合成及含量測定1、實驗目的要求1、掌握光譜測定的基本原理;2、通過乙醯水揚酸的制備掌握酯化化反應的原理和方法,3、學習由水楊酸和乙酸酐脂化合成阿司匹林的方法。4、進一步熟悉固體有機化合物的提純方法。2、實驗主要內容1、阿司匹林的合成、結晶、洗滌、重結晶; 2、分液漏斗和滴液漏斗的使用;3、用鹽析和重結晶的操作方法提純乙醯水揚酸; 4、阿司匹林的脫色。5、阿司匹林的分析滴定方法 6、阿司匹林的光譜分析方法。 57、高效液相色譜法定性、定量測定阿司匹林。3、課堂討論選題1、水楊酸和乙酸酐脂化合成阿司匹林的原理和實驗方法4、課外作業選題1、怎樣用高效液相色譜法定性、定量測定阿司匹林?十三、(實驗 13)呋喃丙烯酸的合成方法設計、含量測定及光譜測定。(縮合反應)1、實驗目的要求1、查閱有關文獻,設計並確定一種可行的半微量或微型實驗方案;2、掌握芳香醛和酸酐在鹼性催化劑作用下,發生羥醛縮合反應,生成α,β-不飽和芳香醛,3、了解呋喃丙烯酸的結構、物理化學性質、用途,以及反應物的物理和化學性質,查閱相關資料設計出實驗路線;4、了解還有哪些其它的合成方法,明確實驗中需要的化學試劑的毒性和防護處理要點;5、設計路線經教師同意後進行實驗的准備;6、鞏固鹽析和重結晶的原理和操作。7、高效液相色譜法定性、定量測定呋喃丙烯酸。2、實驗主要內容1、呋喃丙烯酸的合成、結晶、洗滌、重結晶 2、分液漏斗和滴液漏斗的使用3、固體的脫色洗滌、乾燥、重結晶 4、呋喃丙烯酸的分離。5、呋喃丙烯酸的光譜分析。 6、高效液相色譜法定性、定量測定呋喃丙烯酸。3、課堂討論選題1、芳香醛和酸酐在鹼性催化劑作用下,發生羥醛縮合反應的原理和實驗方法4、課外作業選題1、怎樣用高效液相色譜法定性、定量測定呋喃丙烯酸。 考核內容包括:1、實驗方法的設計 2、實驗資料的查詢 3、實驗的基本操作、4、實驗的記錄 5、產率的計算 6、實驗報告、 1、 成績評定總則 教師對學生的課前預習、儀器裝置、操作過程、基本操作、實驗安全、產品數量與質量、實驗報告、科學態度、使 用葯品及儀器的情況等進行考察,注意有針對性地及時糾正一些存在的問題,主要以每一次的實驗結果為依據 (85~90%)和實驗報告(10~15%)評定出平時的相對成績,期末進行平均。總成績中,平時成績占 60%, 期末考試占 40%。2、平時成績評定主要以每一次的實驗結果為依據(85~90%)和實驗報告(10~15%)評定出平時的相對成績,期末進行平均。3、期末考核評定 兩次期末考試,可以都安排在合成實驗中(其中一次為單人獨立操作),亦可以安排一次為筆試,另一次為單人獨 立操作合成實驗考試。
『陸』 制葯工程專業實驗思考題答案求助
1.HLB值:表面活性劑為具有親水基團和親油基團的兩親分子,表面活性劑分子中親水基和親油基之間的大小和力量平衡程度的量,定義為表面活性劑的親水親油平衡值。1~3作消泡劑;3~6作W/O型乳化劑;7~9作潤濕劑;8~18作O/W型乳化劑;13~15作去污劑;15~18作增溶劑。然後你自己可以查詢不同表面活性劑的hlb值再選擇。
2.此類基質易被酸、鹼、鈣、鎂、鋁等離子或電解質破壞,不宜與酸性或強鹼性葯物配伍。一價皂為陰離子型表面活性劑,忌與陽離子型表面活性劑及陽離子葯物等配伍,如醋酸洗必泰、硫酸慶大黴素等。
3.我也不太清楚
4.參考第一題
怎麼理解呢?就是HLB值小,親油可做油包水,HLB值大,親水可做水包油,這樣應該比較容易記。原料你們老師應該都講過啦,我就不講了。(都學了好久了,不太記得了,但是一些基本的還是記得的,可以看看精細化工類的書,或者是表面活性劑類的書)
『柒』 化工原理實驗的圖書簡介
目 錄
第1章 緒論1
第2章 實驗數據的誤差分析及表示方法32.1 有效數字及其運算規則32.2 實驗數據的誤差分析42.3 實驗數據的表示方法5第3章 Origin軟體在化工實驗中的應用83.1 Origin使用入門83.2 Origin應用示例10第4章 化工原理基礎實驗174.1 單相流動阻力測定實驗17一、 實驗目的17二、 實驗內容17三、 實驗原理17四、 實驗裝置與流程18五、 實驗步驟及注意事項18六、 實驗數據記錄及報告內容19七、 思考題20八、 實驗數據處理示例204.2 離心泵的操作和性能測定實驗23一、 實驗目的23二、 實驗內容24三、 實驗原理24四、 實驗裝置與流程25五、 實驗步驟及注意事項25六、 實驗數據記錄及報告內容26七、 思考題27八、 實驗數據處理示例274.3 恆壓過濾常數測定實驗29一、 實驗目的29二、 實驗內容29三、 實驗原理30四、 實驗裝置與流程31五、 實驗步驟及注意事項31六、 實驗數據記錄及報告內容32七、 思考題33八、 實驗數據處理示例33化工原理實驗目錄4.4 氣-汽對流傳熱實驗34一、 實驗目的34二、 實驗內容34三、 實驗原理34四、 實驗裝置與流程36五、 實驗步驟及注意事項36六、 實驗數據記錄及報告內容38七、 思考題38八、 實驗數據處理示例384.5 精餾塔實驗43一、 實驗目的43二、 實驗內容43三、 實驗原理43四、 實驗裝置與流程44五、 實驗步驟及注意事項44六、 實驗數據記錄及報告內容46七、 思考題47八、 附錄47九、 實驗數據處理示例494.6 填料吸收塔實驗49一、 實驗目的49二、 實驗內容49三、 實驗原理49四、 實驗裝置與流程50五、 實驗步驟及注意事項50六、 實驗數據記錄及報告內容52七、 思考題53八、 實驗數據處理示例544.7 液-液萃取塔實驗57一、 實驗目的57二、 實驗內容57三、 實驗原理58四、 實驗裝置與流程59五、 實驗步驟及注意事項59六、 實驗數據記錄及報告內容60七、 思考題61八、 實驗數據處理示例614.8 洞道乾燥速率曲線測定實驗62一、 實驗目的62二、 實驗內容63三、 實驗原理63四、 實驗裝置與流程64五、 實驗步驟及注意事項64六、 實驗數據記錄及報告內容65七、 思考題66八、 實驗數據處理示例66第5章 化工原理綜合實驗705.1 流體流動綜合實驗70一、 實驗目的70二、 基本原理70三、 實驗裝置及流程71四、 實驗要求71五、 實驗報告715.2 傳熱強化實驗71一、 實驗目的71二、 實驗原理71三、 實驗裝置及流程72四、 實驗要求72五、 實驗報告725.3 傳質強化實驗72一、 實驗目的72二、 實驗原理73三、 實驗裝置及流程73四、 實驗要求73五、 實驗報告745.4 萃取-精餾聯合實驗74一、 實驗目的74二、 實驗原理74三、 實驗裝置及流程74四、 實驗要求75五、 實驗內容75六、 實驗報告75附錄76附錄1 常用物理量的單位和量綱76附錄2 水的物理性質77附錄3 干空氣的物理性質78附錄4 乙醇-正丙醇的氣-液平衡數據79附錄5 乙醇-正丙醇折光率與溶液濃度的關系79附錄6 常壓下正庚烷-甲基環己烷的氣-液平衡數據80附錄7 正庚烷-甲基環己烷的組成與折光率關系表80附錄8 常壓下乙醇-水的氣-液平衡數據81附錄9 乙醇-水體系濃度與折光率的關系(25℃)81附錄10 不同溫度下氧在水中的飽和濃度82附錄11 氨在水中的溶解度82附錄12 一些氣體水溶液的亨利系數?H?83附錄13 空氣轉子流量計校正計算公式83附錄14 常用測量儀器的測量原理及使用方法84一、 壓力差的測量84二、 流量的測量85三、 阿貝折射儀86附錄15 滴定分析技術89一、 固體試樣的取用89二、 玻璃儀器的洗滌91三、 玻璃儀器的乾燥92四、 溶液的配製92五、 由固體試劑配製溶液94六、 由液體試劑配製溶液95七、 滴定分析法96八、 標准溶液的配製和標定99參考文獻104
書 名: 化工原理實驗
作者:吳洪特
出版社:化學工業出版社
出版時間: 2010-2-1
ISBN: 9787122074041
開本: 16開
定價: 22.00元
內容簡介
全書突出了實踐性和工程性,重在對學生進行實驗研究過程中多種能力和素質的培養訓練。內容簡明扼要,理論層次適中,有較多的例題和思考題。
本書可作為理工類化工、化學、材料、環境、輕工、生物工程等高等學校本科、獨立學院、高職高專的化工原理實驗教材,也可供相關科研人員參考。
『捌』 有沒有有關氮氣吸附實驗的分析資料
實驗六 吸收實驗
(一)丙酮填料吸收塔的操作及吸收傳質系數的測定
一、實驗目的
1、了解填料吸收塔的結構和流程;
2、了解吸收劑進口條件的變化對吸收操作結果的影響;
3、掌握吸收總傳質系數Kya的測定方法。
二、實驗內容
1、測定吸收劑用量與氣體進出口濃度y1、y2的關系;
2、測定氣體流量與氣體進出口濃度y1、y2的關系;
3、測定吸收劑及氣體溫度與氣體進出口濃度y1、y2的關系;
三、實驗原理
吸收是分離混合氣體時利用混合氣體中某組分在吸收劑中的溶解度不同而達到分離的一種方法。不同的組分在不同的吸收劑、吸收溫度、液氣比及吸收劑進口濃度下,其吸收速率是不同的。所選用的吸收劑對某組分具有選擇性吸收。
1、吸收總傳質系數Kya的測定
傳質速率式: NA=Kya·V填·△Ym (1)
物料衡算式: G空(Y1-Y2)=L(X1-X2) (2)
相平衡式: Y=mX (3)
(1)和(2)式聯立得: Kya= (4)
由於實驗物系是清水吸收丙酮,惰性氣體為空氣,氣體進口中丙酮濃度y1>10%,屬於高濃度氣體吸收,所以:
Y1= ; Y2= ;
G空—空氣的流量(由裝有測空氣的流量計測定),Kmol/m2·h;
V填—與塔結構和填料層高度有關;
其中: (5)
; ;
L—吸收劑的流量(由裝有測吸收劑的流量計測定), Kmol/m2·h;
m---相平衡常數(由吸收劑進塔與出塔處裝的溫度計所測溫度確定),吸收溫度:
附:流量計校正公式為:
, L/h (GN為空氣轉子流量計讀數)
單位變換: ,Kmol/m2·h;(其中,A為塔橫截面積, )
,Kmol/m2·h;(其中,L0是水流量l/h,M0是水的摩爾質量)
2、吸收塔的操作
吸收操作的目標函數:y2 或 η=
影響y2 有:1).設備因素;2).操作因素。
1).設備因素
a、填料塔的結構
典型的填料塔結構為塔體是一圓形筒體,筒體內分層安放一定高度的填料層,填料層底端由擱柵支撐,液體分布器和液體再分布器將吸收劑均勻地分散至整個塔截面的填料上。液體靠重力自上而下流動,氣體靠壓差自下而上流動。填料的表面覆蓋著一層液膜,氣液傳質發生在氣液接觸面上。
最早的填料拉西(1914)由拉西發明,它是一段外徑和高度相等的短管,時隔多年,鮑爾環,階梯環,彈簧填料,θ環填料……不銹鋼金屬
圖1. 填料塔結構示意圖
絲網波紋填料,以及種類繁多的規整填料。評價填料特性的三個數字:
i)比表面積 a (m2/m3) 越大越好;
ii)空隙率ε 氣體阻力盡可能小,ε越大越好;
iii)單位堆積體積內的填料數目n。
b、 填料的作用
(1) 增加氣液接觸面積
應滿足:i) 80%以上的填料潤濕。
ii) 液體為分散相,氣體為連續相 (反之為鼓泡塔,失去填料的作用) 。
(2) 增加氣液接觸面的湍動
應滿足:i) 保證氣液逆流。
圖2. 操作線與平衡線的關系
ii) 要有適宜的液氣比,若氣速過大,液體下降速度為零,即發生液泛。填料塔的操作滿足了上述要求,填料才會起作用。
c、 液體分布器的作用
(1)較高的填料層,需分段安裝液體再分布器。
(2)克服液體向壁偏流現象,為此,每隔一定高度的填料層,要裝有液體再分布器。
(3)使填料均勻潤濕,從而增加氣液接觸面積。
2)、操作因素
本文所強調對於特定的吸收過程,改變L、t、x2三要素對改善y2所起的作用是不同的,即回答特定的吸收過程,三要素中哪一個是控制因素。
(1)、當L/G >m時,推動力△ym 由操作線某一端靠近平衡線的那一頭所決定,見圖2所示。若增加吸收劑L的流量導致解吸超負荷,解吸不徹底,所引起的後果是吸收劑進口濃度x2增加,從而使吸收後尾氣濃度y2 也增加。針對這種情況,控制操作要素是x2,降低x2,見圖2所示。
其方法有二種:
i)改善解吸塔的操作,採用一切能使解吸徹底的方法。
ii)增加新鮮吸收劑的用量。
(
2) 當L/G<m時,若適當增加吸收劑流量,其一改善了操作線的斜率,見圖3所示,△ym將增加;其二對液膜傳質分系數的提高也有一定的貢獻。如果物系屬於液膜控制,此時的控制操作要素是適當增加吸收劑的流量L。
但是,L的增加有適度的要求,一般為L/G=(1.1~2)(L/G)min,還應同時考慮再生設備的處理能力。
(3)當吸收系強放熱過程時,意味著自塔頂而下,吸收液溫度增加很大,甚至達到了解吸溫度。此時的平衡線斜率變陡,傳質推動力△ym下降,見圖4所示。如,用水來吸收SO3制H2SO4,第一步只能先製得93%的硫酸,再用93%硫酸冷卻後吸收SO3,經脫去少量水,才製得98%濃硫酸。因此,針對這種情況,控制操作要素是吸收劑溫度t,即吸收液需經中間冷卻後再吸收。
四、實驗裝置流程圖
1、設備流程圖
2、 主要設備儀表
管道加熱器,吸收塔,丙酮鼓泡器,壓力定值器,空氣壓縮機,流量計,測溫儀表
3、 主要設備參數
玻璃彈簧填料塔參數:塔徑:35mm 填料高度:240mm 定值器參考設定壓力:0.02-0.08MPa
瓷拉西環填料塔參數:塔徑:35mm 填料高度:400mm 定值器參考設定壓力:0.02-0.08MPa
4、 用氣相色譜測丙酮的操作條件(氣相色譜儀GC961T)
進樣器溫度: 150℃ 熱導池溫度: 150℃
柱箱初始溫度: 150℃ 載氣流量A: 刻度5左右
載氣流量B: 刻度5左右 電流: 80MA
進樣量(六通閥進樣): 25ML
五、實驗步驟
1、打開吸收劑計量流量計至刻度為2 L/h。
2、打開空氣壓縮機,調節壓力定值器至刻度為0.02Mpa,此壓力足夠提供氣體流動的推動力,因為尾氣排放直接放空。
3、調節液封裝置中的調節閥使吸收塔塔底液位處於氣體進口處以下的某一固定高度。
4、調節空氣計量流量計至刻度為400 L/h。
5、待穩定10 min後,分別對氣體進、出口y1、y2取樣分析,為使實驗數據准確起見,先取y2,後取y1;取樣針筒應在取樣分析前用待測氣體洗二次,取樣量近30ml。
6、當常溫吸收實驗數據測定完後,將吸收劑進口溫度調節器打開,旋至電流刻度為1.2A,待進、出口溫度顯示均不變時,取樣分析。
注意事項:
1、 室溫大於15℃時,空氣不需加熱,即可達到配料要求。若室溫偏低,可預熱空氣使y1達到要求。
2、 各儀表讀數恆定5min以後,即可記錄或取樣分析有關數據,再按預先設計的實驗方案調節有關參數。
3、 用微量針管取樣時,應特別仔細,按老師要求操作。
六、實驗報告的內容和要求
1、 數據採集完後用計算機進行處理。
2、 取一組數據進行示例計算,計算出ΔYm、η、Kya。
3、對實驗結果進行討論和分析。
七、思考題
1、 從傳質推動力和傳質阻力兩方面分析吸收劑流量和吸收劑溫度對吸收過程的影響?
2、 從實驗數據分析水吸收丙酮是氣膜控制還是液膜控制,還是兩者兼有之?
3、 填料吸收塔塔底為什麼必須有液封裝置,液封裝置是如何設計的。
4、 將液體丙酮混入空氣中。除實驗裝置中用到的方法外,還可有哪幾種?
附表:
原始數據記錄表格
No 液相流量L/h 氣相流量L/h 液相進口溫度℃ 液相出口溫度℃ 氣相進口濃度mol% 氣相出口濃度mol%
1
2
3
4
5
(二)氨填料吸收塔的操作及吸收傳質系數的測定
一、實驗目的
1、了解填料吸收塔的結構和流程;
2、了解吸收劑進口條件的變化對吸收操作結果的影響;
3、掌握吸收總傳質系數Kya的測定方法。
二、實驗內容
1、測量某噴淋量下填料層(ΔP/z)--U關系曲線;
2、在一定噴淋量下,計算混合氣體中氨組分為O.02靡爾比時的傳質系數Kya。
三、實驗原理
1、總傳質系數Kya的測定
(1)
式中:v--空氣的摩爾流量 mol/h;
Kya--傳質系數 mol/m3·h;
Ω—塔的橫截面積 m2;
HOG--氣相總傳質單元高度 m。
由(7--1)可知, (2)
2、氣相總傳質單元高度的HOG的測定:
(3)
式中: Z--填料層總高度 m;
NOG--氣相總傳質單元數;
3、氣相總傳質單元數NOG的測定,
(4)
式中:y1--塔底氣相濃度;
y2--塔頂氣相依度;
ΔYm--平均濃度差。
4、氣相平均推動力ΔYm的測定:
(5)
5、吸收塔的操作和調節:
吸收操作的結果最終表現在出口氣體的組成y2上,或組分的回收率η上。在低濃度氣體吸收時,回收率可近似用下式計算:
(6)
吸收塔的氣體進口條件是由前一工序決定的,控制和調節吸收操作結果的是吸收劑的進口條件:流率L、溫度t、濃度X三個要素。
由吸收分析可知,改變吸收劑用量是對吸收過程進行調節的最常用的方法,當氣體流率G不變時,增加吸收劑流率,吸收速率NA增加,溶質吸收量增加,那麼出口氣體的組成y2減小,回收度η增大。當液相阻力較小時,增加液體的流量,傳質總系數變化較小或基本不變,溶質吸收量的增加主要是由於傳質平均推動力Δym的增加而引起的,即此時吸收過程的調節主要靠傳質系數大幅度增加,而平均推動力可能減小,但總的結果使傳質速度增大,溶質吸收量增大。
吸收劑入口溫度對吸收過程影響也甚大,也是控制和調節吸收操作的一個重要因素。降低吸收劑的溫度。使氣體的溶解度增大,相平衡常數減小。
對於液膜控制的吸收過程,降低操作溫度、吸收過程的阻力 將隨之減小,結果使吸收效果變好,y2降低,而平均推動力ΔYm或許會減小。對於氣相控制的吸收過程,降低操作溫度,過程 阻力 不變,但平均推動力增大,吸收效果同樣將變好。總之,吸收劑溫度的降低,改變了相平衡常數,對過程阻力及過程推動力都產生影響,其總的結果使吸收效果變好,吸收過程的回收度增加。
吸收劑進口濃度x2是控制和調節吸收效果的又一重要因素。吸收劑進口濃度x2降低,液相進口處的推動力增大,全塔平均推動力也將隨之增大而有利於吸收過程回收率的提高。
應當注意,當氣液兩相在塔底接近平衡( )欲降低y2,提高回收率,用增大吸收劑用量的方法更有效,見圖(a)。但是,當氣液兩相在塔頂接近平衡時( )提高吸收劑用量,即增大 並不能使y2明顯的降低,只有用降低吸收劑入塔濃度x2才是有效的,見圖(b)。
四、實驗設備、儀表及流程圖
1、設備參數:
(1)鼓風機:XGE型旋渦氣泵,型號2,最大壓力1176Kpa,最大流量:75m3/h
(2)填料塔:材質為硼酸玻璃管,內裝10X10X1.5瓷拉兩環,填料層高度Z=0.4m;
填料塔內徑D=0.075m
(3)液氨瓶一個
2、流量測量
(1)空氣轉子流量計:型號:LZB—25 流量范圍:2.5—25m3/h 精度:2.5℅
(2)水轉子流量計: 型號:LZB--6 流量范圍:6—60l/m 精度:2.5℅
3、濃度測量:
(1)塔底吸收液濃度分析:定量化學分析儀一套。
(2)塔頂尾氣濃度分析:吸收瓶、量氣瓶、水準瓶一套。
4、實驗裝置及流程圖
五、實驗方法及步驟
1、測量某噴淋量下填料層(ΔP/Z)一U關系曲線
先打開水的調節閥,使水的噴淋量為40L/h,後啟動鼓風機,用空氣調節閥調節進塔的空氣流量,按空氣流量從小到大的順序讀取填料層壓降ΔP,轉子流量計讀數和流量計處空氣溫度,並注意觀察塔內的操作現象,一旦看到液泛現象時記下對應的空氣轉子流量計讀數。在對數坐標紙上標出液體噴淋量為40L/h時(ΔP/Z)一U關系曲線,確定液泛氣速與觀察的液泛氣速相比較。
2、測一定空氣流量和水流量下的氨氣的吸收效果
選擇適宜的空氣流量和水流量(建議水流量為30L/h),計算向進塔空氣中送入的氨氣流量,使混合氣體中氨組分為0.02左右摩爾比。待吸收過程基本穩定後,記錄各流量計讀數和溫度,記錄塔底排出液的溫度,並分析塔頂尾氣及塔底吸收液的濃度。
3、尾氣分析方法
a、排出兩個量氣管內空氣,使其中水面達到最上端的刻度線零點處,並關閉三通旋塞。
b、用移液管向吸收瓶內裝入5ml濃度為0.005M左右的硫酸並加入1一2滴甲基橙指示液。
c、將水準瓶移至下方的實驗架上,緩慢地旋轉三通旋塞,讓塔頂尾氣通過吸收瓶,旋塞的開度不宜過大,以能使吸收瓶內液體以適宜的速度不斷循環為限。
從尾氣開始通入吸收瓶起就必需始終觀察瓶內液體的顏色,中和反應達到終點時立即關閉三通旋塞,在量氣管內水面與水準瓶內水面齊平的條件下讀取量氣管內空氣的體積。
若某量氣管內已充滿空氣,但吸收瓶內未達到終點,可關閉對應的三通旋塞,讀取該量氣管內的空氣體積,同時啟用另一個量氣管,繼續讓尾氣通過吸收瓶。
d、用下式計算尾氣濃度Y2
因為氨與硫酸中和反應式為:
所以到達化學計量點(滴定終點時),被滴物的摩爾數 和滴定劑的摩爾數 之比為:
式中: , ---分別為NH3和空氣的摩爾數
---硫酸溶液體積摩爾濃度,mol溶質/L溶液
---硫酸溶液的體積,mL
---量氣管內空氣總體積,mL
T0---標態時絕對溫度,2.73K
T---操作條件下的空氣絕對溫度,K。
4、塔底吸收液的分析方法
a、當尾氣分析吸收瓶達終點後即用三角瓶接取塔底吸收液樣品,約200ml並加蓋。
b、用移液管取塔底溶液I0mL置於另一個三角瓶中,加入2滴甲基橙指示劑。
c、將濃度約為0.1N的硫酸置於酸滴定管內,用以滴定三角瓶中的塔底溶液至終點。
5、 水噴淋量保持不變,加大或減小空氣流量,相應地改變氨流量,使混合氣中的氨濃度與第一次傳質實驗時相同,重復上述操作,測定有關數據。
注意事項:
1、啟動鼓風機前,務必先全開放空閥2。
2、做傳質實驗時,水流量不以超過40L/h,否則尾氣的氨濃度極低,給尾氣分析帶來麻煩。
3、兩次傳質實驗所用的進氣氨濃度必須一樣。
六、數據記錄與處理
1、干填料時ΔP/z一U關系測定
L=0 填料層高度Z=0.4m 塔徑D=0.075m
序號 填料層高度ΔP(mmH2O) 單位高度填料層壓降ΔP/Z(mmH2O) 空氣轉子流量計讀數(m3/h) 空氣流量計處空氣溫度t(℃) 對應空氣的流量Vh(m3/h) 空塔氣速u(m/s)
1
2
3
……
2、噴淋量為40L/h,ΔP/Z---U關系測定
序號 填料層高度ΔP(mmH2O) 單位高度填料層壓降ΔP/Z(mmH2O) 空氣轉子流量計讀數(m3/h) 空氣流量計處空氣溫度t(℃) 對應空氣的流量Vh(m3/h) 空塔氣速u(m/s) 塔內的操作現象
1
2
3
…
Vh=V轉 公式計算:
式中:V轉一一空氣轉子流量計讀數m3/h,
t一一空氣轉子流量計處空氣溫度 ℃
3、傳質實驗
被吸收的氣體混合物:空氣+氨混合氣;吸收劑:水;填料種類:瓷拉西環;填料尺寸:10XI0XI.5mm;填料層高度:0.4m;塔內徑:75mm
實 驗 項 目 1 2
空氣流量 空氣轉子流量計讀數m3/h轉子流量計處空氣溫度℃流量計處空氣的體積流量m3/h
氨流量 氨轉子流量計讀數m3/h轉子流量計處氨溫度℃流量計處氨的體積流量m3/h
水流量 水轉子流量計讀數L/h水流量
塔頂Y2的測定 測定用硫酸的濃度M mol/L測定用硫酸的體積mL量氣管內空氣總體積mL量氣管內空氣溫度℃
塔底X1測定 滴定用硫酸的濃度mol/L滴定用硫酸的體積mL樣品的體積mL
相平衡 塔底液相的溫度℃相平衡常數m
實 驗 項 目 1 2
塔底氣相濃度Y1,kmol氨/kmol空氣
塔頂氣相濃度Y2,kmol氨/kmol空氣
塔底液相濃度X1,kmol氨/kmol水
Y1* kmol氨/kmol空氣
平均濃度差ΔYm,kmol氨/kmol空氣
氣相總傳質單元數NOG
氣相總傳單元高度HOG m
空氣的摩爾流量V kmol/h
氣相總體積吸收系數Kya kmol氨/m3·h
回收率ηA
物料衡量 氣相給出的氨量G氣=V(Y1-Y2)液相得到的氨量G液=L(X1-X2)kmol氨/h對於G氣的相對誤差Er