1. Цель работы

Целью настоящей лабораторной работы является изучение основных закономерностей процесса абсорбции газа жидкостью. В качестве газа используется аммиак, в качестве жидкости вода. Между ними протекает реакция:

NH₃ + H₂O NH₄OH

В процессе лабораторной работы определить следующие параметры:

1. Концентрацию аммиака в аммиачно-воздушной смеси на входе аппарата и выходе;

2. Концентрацию аммиака в аммиачной воде;

3. Степень абсорбции аммиака;

4. Движущую силу процесса и константу фазового равновесия;

5. Коэффициент массопередачи;

6. Коэффициент диффузии аммиака в жидкости;

7. Коэффициент полезного действия полки аппарата;

8. Составить материальный баланс установки;

9. Произвести расчет пенного аппарата;

2. Экспериментальная часть

2.1. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка для изучения процесса абсорбции газа жидкостью показана на рис. 1.

Рис.1.

Основным аппаратом установки является абсорбер с пенным слоем 7, в нижней части которого установлена перфорированная решетка 16 и штуцер 14 для подачи газа. Аммиачно-воздушная смесь приготавливается в смесителе 13. В смеситель из баллона 11 поступает газообразный аммиак и воздух. Подаваемое количество аммиака регулируется с помощью вентиля 10 и контролируется реометром 8. Количество поступающего воздуха регулируется с помощью газодувки 2, а его расход контролируется с помощью реометра 3 и автотрансформатора 1. Вода в абсорбер подается через кран 6. При прохождении газа через жидкость образуется слой пены 9. газ после абсорбции выбрасывается в атмосферу, а жидкость сливается через зажим 15 в колбу 12 и подвергается анализу. В установке имеются штуцера для отбора проб газа на анализ в колбы 4 и 5. Общий вид лабораторной установки показан на фото рис.2.

рис.2

2.2 Порядок проведения работы на установке

2.2.1. Перед началом работы необходимо ответить на контрольные вопросы, проверить исправность всех коммуникаций и электрооборудования, а также ознакомиться с правилами техники безопасности при работе на установке. До начала работы необходимо также подготовить колбы для анализа газа и жидкости согласно методике п.п. 3.1. и 3.2. и установить их на установке.

2.2.2. Включить в сеть 220 вилку и с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа) 1 установить напряжение 100 в.

2.2.3. Открыв кран 6. подать воду в абсорбер. Количество подаваемой воды контролируется высотой пены, которая должна быть не более 50-70 мм.

2.2.4. Увеличить напряжение на ЛАТРе до 180 В. Высота пены при этом увеличивается до 100-120 мм.

2.2.5. При установившемся гидравлическом режиме открыть вентиль 10 баллона с аммиаком 11 и медленно подавать аммиак в смеситель. Количество подаваемого аммиака контролировать реометром 8, перепад давления на котором не должен превышать 20 мм. водного столба. Время начала подачи аммиака записать в журнал. Одновременно в журнал записывают перепады давления на реометрах 3 и 8, после чего по графикам определяют расход воздуха и аммиака.

2.2.6. Через 1-2 мин. начать отбирать газ на анализ в колбы 5 и 4 на входе и выходе из аппарата. Открывать краны колб следует плавно, без рывков, чтобы газ в колбу входил равномерно в течение 30-40 с. После взятия проб аммиачно-воздушной смеси на анализ закрыть вентиль аммиачного баллона 10, время закрытия баллона также записать в журнал. Разрыв между временем открытия и закрытия аммиачного баллона будет временем опыта.

2.2.7. Уменьшить расход воздуха с помощью автотрансформатора, сбросив напряжение до нуля, открыть зажим 15 и слить жидкость. Слившуюся жидкость собрать в колбу 12, измерить ее объем и сохранить для анализа. После чего работу на установке прекратить, вынув вилку из розетки на 220 В. Условия проведения исследования записывают в таблицу 1.

Условия проведения исследования

Таблица 1.

№ опыта	Перепад давления на реометрах, мм вод. ст.				Расход газов, л/ч		Время проведения опыта, мин.
		NH3	Воздух	NH3		воздух
1		2	3	4		5		6