一、实验目的
1. 了解填料吸收装置的基本流程及设备结构；
2. 测定填料层的压强降和空塔气速的关系；
3. 测定总体积吸收系数，并分析气体空塔气速及喷淋密度对总体积吸收系数的影响。 二、设备流程
AES—II型吸收实验装置流程示意图
1氨气缓冲罐；2氨气温度计；3流量调节阀；4氨表压计；5转子流量计；6空气缓冲罐；7空气温度计；8流量调节阀；9空气表压计；10转子流量计；11吸收塔；12喷淋器；13塔顶表压计；14压差计；15水流量调节阀；16转子流量计；17排液管；18尾气三通阀；19吸收盒；20尾气温度计；21湿式气体流量计；22尾气稳压阀； 氨溶于水的喷泉实验
吸收塔为玻璃塔，塔内径为0.1m，填料为12×12×2.2mm的拉西环，整个吸收实验装置由四部分组成：
1、空气系统：
空气由风机（旋涡气泵或容积式风机）供给，进入缓冲罐6，通过空气调节阀8调节流量，经空气转子流量计10计量后，在主管路上和氨气混合后由塔底进入，为保持一定的尾气压力（100~200mmH2O）以通过尾气分析器，在尾气出口处装置有尾气调节阀22。
2、氨气系统：
氨气由氨气钢瓶供给，经减压阀降压至0.1Mpa以下后，进入氨气缓冲罐（为确保安全，缓冲罐上装有安全阀，其排出经塑料管引到室外），由氨气调节阀3调节流量后，经氨气转子流量计5计量后（同时串联有孔板流量计）与空气混合进入塔底。转子流量计前装有压力计及温度计。
3、自来水系统：
自来水经过滤后，由调节阀15调节流量，经转子流量计16计量后，进入塔顶，经莲蓬式喷淋器均匀地喷洒在填料上，塔底吸收液经排出管17排出。
4、尾气分析系统：
由尾气分析器19及湿式气体流量计21组成（并联有质量流量计，使用质量流量计时要使用喷射管装置以补充尾气压力的不足）。
三、实验原理
1、填料层流体力学性能的测定：
压强降是填料塔设计的重要参数，气体通过填料层的压强降直接决定了吸收塔的动力消耗。气体通过填料层的压强降Δp/z和气液两相流量有关，将不同喷淋量下的单位厚度填料层中的压强降和空塔气速u的实测数据在双对数坐标纸上作图即得到不同喷淋量下的关系曲线。
2、总体积吸收系数的测定：
（1）总体积吸收系数的计算公式：稳定操作条件下，低浓度吸收时：
则： （1正弦信号发生器）
式中：Z——填料层厚度（m）
Ω——塔的横截面积（m2）
V——惰性气体的摩尔流量（Kmol/h）
Y1,Y2——进、出塔气体中溶质氨的摩尔比Kmol（A）/Kmol（B）
ΔYm——气体总平均传质推动力：
（1—2）
式中：ΔY 1= Y 1-mX1 （1—3）
ΔY 2= Y 2-mX2 （1—3a）
m—相平衡常数
X2,X1——进、出塔液体中溶质的摩尔比，kmol(A)/kmol(S)
由式（1）可知要测定KYɑ，应把右式中各项依次求出。
（2）空气流量：
标准状态下空气流量Vo可由下式求算
（1—4）
式中：V1——空气转子流量计示值m3/h；
To,Po——标准状态下空气温度及压强；
T1,P1——标定状态下空气温度及压强，T1=293K，P1=1.013×105Pa。
（3）氨气流量：
标准状态下氨气流量Vo′可用下式计算：
（1—4a）
式中：V1′——氨气流量计示值，m3/h；
To，Po——标准状态下的温度及压强；
T1，P1——标定状态下的温度及压强，T1=293K，P1=1.013×105Pn；
T2，P2——操作条件下的温度及压强；
ρo1——标准状态下空气密度，Kg/m3；
ρo2——标准状态下氨气密度，Kg/m3。
在本实验中氨瓶中含纯氨是98%，则纯氨在标准状态下的流量Vo″可用下式计算：
Vo″=0.98 Vo′ （1—5）
纯氨的摩尔流量：
（1—6）
（4）惰性气体的摩尔流量
（1—7）
（5）进气浓度Y1
（1—8）
（6）平衡关系式
在本实验条件下，吸收液浓度小于5%，气液平衡关系服从亨利定律：
Y*=mX (1-9)
而 (1-10)
式中：P—操作系统总压强(Pa)；
E—亨利系数(Pa)；
P=大气压+塔顶表压+填料压差。
对于氨—水低浓度吸收时E和t关系如下表
美术家眼中的自己
T℃ | nessie0 | 10 | 20 | 25 | 30 | 40 |
E（大气压） | 0.293 | 0.502 | 0.788 | 0.947 | 1.250 | 1.938 |
| | | | | | |
(7) 尾气浓度Y2或吸收液浓度X1
尾气浓度Y2测定
测定Y2可用尾气分析器及湿式气体流量计来测定，其原理是在吸收容器内中装入一定量已知浓度、一定体积的稀硫酸作为吸收液并加入指示剂(甲基红)，当被分析的尾气样品通过吸收管后，尾气中的氨被硫酸吸收，其余部分(空气)由湿式气体流量计计量。由于所加入的硫酸数量和浓度是己知量，所以被吸收的氨量便可计算出来。湿式气体流量计量出空气量就可以反映出尾气的浓度，空气量愈大表示浓度愈低。
（1—11）
式中：VW′—标准状态下吸收盒中被吸收的氨的体积(ml)
Vw—标准状态下通过湿式流量计的空气体积(ml)
VW′—可由吸收盒中刚好被完全中和的硫酸量及浓度来确定
VW′=2×22.4VsCs (1—12)
式中：VS—吸收盒中硫酸的体积(l)
Cs—硫酸的体积摩尔浓度mol/l
而VW可由下式计算： （1—13）
式中：T0，P0——标准状态下温度及压强
T1，国际货币基金组织P1——空气流经湿式气体流量计的温度及压强
V1——湿式气体流量计所测得的空气体积(ml)。
吸收液浓度X1测定
其原理是取一定量的塔底吸收液并加入指示剂(甲基红)，采用配置好的已知浓度的稀硫酸作为中和液进行滴定。计量中和反应终点所加入的硫酸量，便可计算出来被吸收的氨量，即可计算出吸收液中的氨摩尔量，进而换算吸收液的摩尔浓度。
特别注意：
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