温馨提示:现在已超过工程训练终选截止时间(2019-10-1 20:00:00),当前时间是2020-4-3 16:34:00,没完成选项的同学请直接与各训练组的指导教师协商安排!本学期要完成规定学分的训练任务,否则成绩按不及格上报。本学期未完成的同学,请下学期到教务处办理重修手续,再安排训练补足学分。
 2020年4月3日星期五 下午好!
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浙江工商大学《工程训练》实训报告

报告中部
报告尾部

班    级: 食工1001

姓    名: 张开宇(1010100101)

后退

实训名称: 吸收仿真实验(实训组172)

指导教师: 房升

实训时间: 1112(1)第13周周四13:00-17:00

实训地点: 1号实验楼111

 

一、实训目的及要求

一、 实验目的:

1. 学习填料塔吸收的基本原理及填料塔的相关操作。

2. 掌握NH3在水及空气中的分析方法和操作。

3. 了解吸收中的双膜理论,并分析NH3在水中吸收的特点。

4. 了解填料塔高度及吸收系数的计算和相关数据处理。

二、实训设备及用具

实验设备及流程

设备参数:

基本数据:塔径Φ0.10m,填料层高0.75m

填料参数:12×12×1.3[mm]瓷拉西环,a1—403[m-1],ε—0.764,a1/ε3—903[m-1]

尾气分析所用硫酸体积:1ml,浓度:0.00968N

上图是吸收实验装置界面,氨气钢瓶来的氨气经缓冲罐,转子流量计与从风机来经缓冲罐、转子流量计的空气汇合,进入吸收塔的底部,吸收剂(水)从吸收塔的上部进入,二者在吸收塔内逆向流动进行传质。

从塔顶出来的尾气进到分析装置进行分析,分析装置由稳压瓶、吸收盒及湿式气体流量计组成。稳压瓶是防止压力过高的装置,吸收盒内放置一定体积的稀硫酸作为吸收液,用甲基红作为指示剂,当吸收液到达终点时,指示剂由红色变为黄色。

三、实训内容及原理

实验原理:

1、填料塔流体力学特性:

气体通过干填料层时,流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。

在双对数坐标系中用压降对气速作图得到一条斜率为1.8~2的直线(图中aa线)。而有喷淋量时,在低气速下(C点以前)压降也比例于气速的1.8~2次幂,但大于同一气速下干填料的压降(图中bc段)。随气速增加,出现载点(图中c点),持液量开始增大,压降-气速线向上弯曲,斜率变大,(图中cd段)。到液泛点(图中d点)后在几乎不变的气速下,压降急剧上升。

测定填料塔的压降和液泛速度,是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜制作范围,选择合适的气液负荷。

2、传质实验:

填料塔与板式塔内气液两相的接触情况有着很大的不同。在板式塔中,两相接触在各块塔板上进行,因此接触是不连续的。但在填料塔中,两相接触是连续地在填料表面上进行,需计算的是完成一定吸收任务所需填料的高度。填料层高度计算方法有传质系数法、传质单元法以及等板高度法等。总体积传质系数KYa是单位填料体积、单位时间吸收的溶质量。它是反映填料吸收塔性能的主要参数,是设计填料高度的重要数据。

本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨。混合气体中氨的浓度很低。吸收所得的溶液浓度也不高。气液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律(即平衡线在x-y坐标系为直线)。故可用对数平均浓度差法计算填料层传质平均推动力,相应的传质速率方程式.

3、计算方法、公式:

(1)氨液相浓度小于5%时气液两相的平衡关系:

温度 [℃]: 0 10 20 25 30 40

亨利系数E [atm]: 0.293 0.502 0.778 0.947 1.250 1.938

(2)总体积传质系数KYa及气相总传质单元高度Hog整理步骤

a、标准状态下的空气流量V0:

[m3/h]

式中:

V1——空气转子流量计示值 [m3/h]

T0、P0——标准状态下的空气的温度和压强

T1、P1——标定状态下的空气的温度和压强

T2、P2——使用状态下的空气的温度和压强

b、标准状态下的氨气流量V0’

[m3/h]

式中:

V1’——氨气转子流量计示值 [m3 / h]

ρ01——标准状态下氨气的密度1.293 [kg / m3]

ρ02——标定状态下氨气的密度0.7810 [kg / m3]

如果氨气中纯氨为98%,则纯氨在标准状态下的流量V0’’为:

V0’’=0.98●V0’

c、惰性气体的摩尔流量G:

G=V0 / 22.4

d、单位时间氨的吸收量GA:

GA=G●(Y1-Y2)

e、进气浓度Y1:

f、尾气浓度Y2:

式中:

Ns——加入分析盒中的硫酸当量浓度 [N]

Vs——加入分析盒中的硫酸溶液体积 [ml]

V——湿式气体流量计所测得的空气体积 [ml]

T0——标准状态下的空气温度 [K]

T——空气流经湿式气体流量计时的温度 [K]

g、对数平均浓度差(ΔY)m:

Ye2=0

Ye1=m x1*

P=大气压+塔顶表压+(填料层压差)/2

m=E / P

x1=GA / Ls

式中:

E——亨利常数

Ls——单位时间喷淋水量 [kmol / h]

P——系统总压强

h、气相总传质单元高度:

式中:

G’——混合体气通过塔截面的摩尔流速

四、实训过程及步骤

实验步骤

第一步:启动风机,开始送风

点击电源开关的绿色按钮接通电源,就可以启动风机,并开始工作。

第二步:调节空气流量,测量干塔压降

1、 调节空气流量。

打开空气流量调节阀,调节空气流量。由于气体流量与气体状态有关,所以每个气体流量计前都有压差计(测表压)和温度计,和流量计共同使用,转换成标准状态下的流量进行计算和比较。将空气流量调节阀的开度调节到100,稍许等待,进行下一步。

2、读取数据

鼠标左键点击空气的转子流量计,读取空气的流量,如下图所示:

鼠标左键点击空气的压差计,读取空气的当前流量下的压差。

鼠标左键点击空气缓冲罐上的温度计,读取温度。

鼠标左键点击吸收塔两侧的压差计分别读取塔的压降和塔顶的压力,左边的压差计指示塔的压降,右边的压差计指示塔顶压力。

3、记录数据

鼠标左键点击实验主画面左边菜单中的“数据处理”,可调出数据处理窗口,点击干塔数据页,按标准数据库操作方法在各项目栏中填入所读取的数据,也可以使用自动记录功能进行自动记录。

第三步:进水,测量湿塔压降

1、降低空气流量。

干塔压降测量完毕后,在进水之前,应减少空气流量,因为如果空气流量很大,会引起强烈的液泛,有可能损坏填料。

2、进水,湿润填料。

打开水流量调节阀,调节进水的流量(建议80 l/h)。然后慢慢增大空气流量直到液泛,鼠标左键点击塔身可看到塔内的状况。液泛一段时间使填料表面充分润湿,然后减小气量到较少的水平。

注意:本实验是在一定的喷淋量下测量塔的压降,所以水的流量应不变。在以后实验过程中不要改变水流量调节阀的开度。

3、读取数据

测量湿塔的压降与测量干塔的压降所读取的数据基本一致,参见“测量干塔压降”的“读取数据”,但只多了一项水的流量,点击水的转子流量计即可读取。

逐渐加大空气流量调节阀的开度,增加空气流量,多读取几组塔的压降数据。同时注意塔内的气液接触状况,并注意填料层的压降变化幅度。液泛后填料层的压降在气速增加很小的情况下明显上升,此时再取1~2个点就可以了,不要使气速过分超过泛点。

第四步:传质系数测定

建议的实验条件:

水流量:80 l/h 空气流量:20 m3/h 氨气流量:0.5 m3/h

以上为建议实验条件,不一定非要采用,但总体上要注意气量和水量不要太大,氨气浓度不要过高,否则引起数据严重偏离.

1、通入氨气

将鼠标移动到钢瓶阀上,鼠标会变成扳手形状,此时左键点击打开,右键点击关闭(不能在此调节流量)。氨气流量计前也有压差计和温度计,用氨气调节阀调节氨气流量(实验建议流量: 0.5 m3/h)。

2、进行尾气分析

通入氨气后,鼠标左键点击实验主窗口右边的命令键“去分析装置”,进入分析装置画面。

打开考克,让尾气流过吸收盒,同时湿式气体流量计开始计量体积。当吸收盒内的指示剂由红色变成黄色时,立即关闭考克,记下湿式气体流量计转过的体积和气体的温度。

3、读取数据

按照数据处理的要求读取各项数值,按标准数据库操作方法在各项目栏中填入所读取的数据,也可以用自动记录功能记录数据。

 

五、实训结果及分析

实验数据截图1

实验数据截图2

实验数据截图3

实验数据截图4

实验数据截图5

 

六、实训体会及建议

上完了这次的工程实训课,仍不明白吸收塔为何物,我们所做的都是照葫芦画瓢的工作,也许这个工作放到小学,老师稍微指点,大家也都会做吧!如果通过百度学到吸收塔,那何必花这些钱修这些学分然后花时间去做些小学生也会做的事情。所以,建议吸收仿真应该有些提高,比如做些程序什么的,多花些时间去多学点东西。这是我通过这次工程实训的体会!



2011年12月1日

报告头部
报告中部

实训成绩   

   80 分

后退

指导教师   

   房升

 
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