化工原理实验指导书(传质部分) 联系客服

发布时间 : 星期五 文章化工原理实验指导书(传质部分)更新完毕开始阅读

FRCR12gV(rf?r1)/f0r1Q1 (1—2) ?Q2FRCR22gV(rf?r2)/f0r2(下标1、2分别表示标定情况和使用情况)

因为转子浮升高度相同,故FR、V、f0相等,可以约去。另外,被测介质与标定介质重度和粘度差别不太大时(例如两者同是气体或同是近似的液体)可以忽略CR的变化,这样可得下式:

Q2?Q1r?r2r1?rf?r2?f2 (1—3) ??r对于测量气体的流量计,因为rf.>>r,所以还可简化为:

Q2?Q1r1 r2 (1—4)

(1—3、1—4)或就是换算的基本公式。从基本公式出发还可引出其他形式的换算公式,例如(1):同种气体但状态不同:此时,若压力为10大气体以内,服从理想汽体定律:

P1V1P2V2 (此处V代表气体体积) ?T1T2 即

P1PrPT?2 1?12 r1T1r2T2r2P2T1P1T2 (1—5) P2T1式(1—4)变为:Q2?Q1有时为了工艺计算上方便,还需将Q2换算为标准状态下的流量:

Q0?Q2P2T0 (1—6) P0T2把(1—5)式代入:Q0?Q1T0P0P2P1 (1—6) T2T1Q0 —— 换算为标准状态下的流量 Q1 ——标定流量(即转子流量计示值)

T0、P0标准状态温度和压务(T0=273K,P0=760mmHg

P2、T2、P1、T1分别表示使用状态和标定状态的压力和温度(mmHg、K) (2).如果流量计用于测量异种气体且状态不同,则:

r1?r10P1T0PT r2?r2020 P0T1P0T2r10P1T2? (1—7) r20P2T117

代入(1—4)式: Q2?Q1

将Q2同样换算为标准状态,则:

Q20?Q1T0P0r10P2P1 (1—8)

r20T2T1r10,r20分别表示标准状态下标定气体和被测气体重度[kg/m3] [2]混合气体重度的计算:

混合气体重度用下式进行计算:

r混?r1a1?r2a2??rnan?? (2—1)

r混——混合气体在压力P,温度T状态下的重度 r1,r2?? 各组分气在P、T状态下的重度

a1,a2??各组分气体的分子分数,其数值等于体积分数。

例题:求含氨98%(体积)含氨2%的混合气体在标准状态下的重度。 纯氨标准状态下的重度:r氨=0.7714[kg/m3] 纯氮标准状态下如重度:r氮=1.2505[kg/m3] a1=0.98 a2=0.02

r混=0.7714(0.98)+1.2505(0.02) =0.7810 (p=760mmHg, T=273K) [3]尾气分析法

我们仍沿用灵敏度高而准确的化学法。 (一)仪器工作原理

请参看图7-2,预先往吸收管(8)装入稀硫酸作为吸收液,加入指示剂(两滴甲基红)分析开始,打开考克(5),被测气体通过吸收管后其中的氨被吸收而空气则由湿式气体流量计计量所流过的总体积,当吸收液到达终点时(由红变黄)立即关闭考克5,因为吸收液是已知量,被吸收的氨量也就固定,所以湿式气体流量计所计量的空气总体积就直接反映出被测气的浓度。

吸收管装在透明的吸收盒内,每分析一个气样换一个盒子。如果加入吸收液后液面未到达刻线,应加蒸馏水补足,使吸收液能正常循环,测量时注意控制考克5的开度,太大气流夹带吸收液,太小拖延时间,要求不夹带前提下尽可能大。

1.尾气管 2.尾气调压阀 3.取样管(管口对正气流方向) 4.定压器 5.玻璃考克 6.快装接头 7.吸收盒 8.吸收管 9.湿式气体流计

18

图7-2 分析仪流程图

(二)分析方法

尾气通过吸收器,当其中的硫酸被尾气中的氨刚好完全中和时,若所能过的空气体积为V0空[毫升](标准状态)被吸收的氨的体积为V0氨[毫升](标准状态),则尾气浓度Y2为:

Y2=

Vo氨Vo空 (3-1)

Vo空——由湿式气体流量计测量,再换算为标准状态,换算公式: Vo空=

P1ToV? PoT1 (3-2)

式中:V?—湿式气体流量计所量得的体积 [毫升]

P1,T1 空气流经湿式气体流量计时的压强和温度[毫米汞柱]、[K] Po,To

[760毫米汞柱]、[273K]

在我们的具体装置中P1实际上等于大气压强,因此可取本地区平均大气压Pm, 令Cp=

PmT则 Vo空=oV?.CP

T1Po (3-3)

Vo氨的数值可根据加入吸收管的硫酸溶液体积和浓度求出: Vo氨=22.1VsNs

(3-4)

式中:Vs-加入吸收管中的硫酸溶液体积 [毫升] Ns-硫酸液的当量浓度 注:N——是当量浓度的单位

1N=1(克当量/升)=1[毫克当量/毫升]

合并(6-4),(6-3),(6-1)式:

Y2=22.1(

T1VsNs)

ToV?Cp (3-5)

? Cp、Vs、To均为给定量,? T1温度时:Y2=

C=22.1VsNs

C V? (3-6)

T11

=Const.

ToCp

气温30oC

例题1: 某次尾气分析:加入吸收管的硫酸液Vs=1[毫升],Ns=0.04637[N] 到吸收液刚中和时湿式气体流量计示值:V?=1.5[升]

问尾气浓度多少?

解:南京地区平均大气压760.4mmHg, Cp?1 Y2=22.1×

0.04637?1(303)=0.000758

1.5?1000?273 19

20