Desorptsioon (0)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
Keemiatehnika instituut
Laboratoorne töö õppeaines
Keemiatehnika
DESORPTSIOON
Üliõpilased: Terje Menert Jaanika Paju Ardi Lepp Allar Leppind
KAKB51 Juhendaja : Natalja Savest
Tallinn 2010 Töö ülesanne 1. Tutvuda sõelpõhitaldrikkolonni (või täidiskolonni) ehitusega. 2. Viia läbi ammoniaagi desorptsioon veest õhuga erinevatel õhu kiirustel. 3. Koostada ammoniaagi desorptsiooniprotsessi materjalibilanss 4. Arvutada massiülekandetegurid ja massiläbikandetegurid erinevatel õhu kiirustel 5. Esitada graafiliselt massiülekandeteguri ky sõltuvus õhu kiirusest: ky = f{uõ}. 6. Võrrelda katseliselt saadud sõltuvust kykats =f{uõ} kirjanduse andmete põhjal arvutatuga
k arv m n y = Auõ H 0
Katseseadme kirjeldus
Laboratoorses kolonnis 1 (joonis 2) siseläbimõõduga 98 mm on kaks sõelpõhitaldrikut: taldriku aukude läbimõõt d0 = 4 mm; taldriku paksus s = 4 mm; taldriku aukudega pinna osa vaba = 0,15; taldrikutevaheline kaugus H = 400 mm. Alumine taldrik on varustatud seadmega taldrikul oleva selge vedeliku kihi kõrguse H0 mõõtmiseks, kraaniga 2 proovi võtmiseks taldrikul olevast vedelfaasist ja diferentsiaalmanomeetriga 3 taldriku takistuse mõõtmiseks. Õhk antakse ventilaatoriga 4 kolonni alumisse ossa. Õhu kulu reguleeritakse siibriga 5 ja mõõdetakse õhukuluarvestiga 6. Ammoniaagi vesilahus pumbatakse mahutist 7 pumbaga 8 survepaaki, millest ta voolab isevoolu teel läbi rotameetri 10 kolonni niisutuseks. Kolonni niisutuse reguleerimine toimub kraaniga 11 ja mõõtmine rotameetriga, kasutades kalibreerimisgraafikuid. Kolonni läbinud ammoniaagi vesilahus suunatakse mahutisse 7. Kolonni läbinud lahust kasutatakse jälle tööks, olles eelnevalt lisanud lahusele vajaliku koguse kontsentreeritud ammoniaagilahust
Mõõdetavad parameetrid 1. Õhu kulu. 2. Ammoniaagi vesilahuse kulu. 3. Selge vedeliku kihi kõrgus alumisel taldrikul. 4. Ammoniaagi vesilahuse algkontsentratsioon. 5. Ammoniaagi vesilahuse kontsentratsioon pärast kolonni läbimist. 6. Lahuse ja õhu temperatuurid. väljalase
9
1
6
11 3
5 10
2 õhk 4
12
7
8
Joonis 2. Katseseadme skeem. 1 - kolonn; 2 - kraan proovi võtmiseks selge vedeliku kõrguse mõõtmise seadmel; 3 - diferentsiaalmanomeeter taldriku takistuse mõõtmiseks; 4 - ventilaator ; 5 - siiber; 6 - gaasi kuluarvesti; 7 - alglahuse mahuti; 8 - pump ; 9 - survepaak; 10 - rotameetrid; 11 - ventiilid vedeliku kulu reguleerimiseks; 12 - ventiil .
Töö käik AMMONIAAGI VESILAHUSE VALMISTAMINE JA AMMONIAAGI KONTSENTRATSIOONI MÄÄRAMINE Valmistatakse 20 l 0,050,1 n ammoniaagi vesilahust kasutades selleks kontsentreeritud (25 mass%, tihedus 0,91 g/cm3) NH3 vesilahust ja kraanivett. Lahuse kontsentratsioon määratakse 20 ml proovi tiitrimisega 0,1 N HCl-ga indikaatori (metüüloranz) juuresolekul -- proovi kollane värvus läheb roosaks . NH3 normaalsus arvutatakse: N NH 3 , (16) N V N NH 3 = HCl HCl V NH 3 kus - titrandi normaalsus, N; - titrandi kulu, ml; - tiitrimiseks võetud proovi maht, N HCl V HCl V NH 3 ml.
MÕÕTMISTE TEOSTAMINE KATSESEADMEL 1. Valmistatud ammoniaagilahus pumbatakse pumbaga 8 survepaaki 9, avades eelnevalt selleks torustikul ventiili 12. 2. Suletakse ventiil 12. 3. Lahuse kulu ( niisutus ) reguleeritkse kraani 11 abil rotameetri 10 näidu järgi etteantud väärtusele. 4. Ventilaator 4 lülitatakse sisse ja reguleeritakse õhu kulu siibriga 5 etteantud väärtuseni. 5. Oodatakse kuni kolonni tööreziimi stabiliseerub -- otsustatakse kolonni hüdrodünaamilise takistuse põhjal. 6. Mõõdetakse taldrikul oleva selge vedeliku kihi kõrgus ja võetakse läbi kraani 2 proov kolonni läbinud ammoniaagi vesilahusest. 7. Määratakse võetud proovis ammoniaagi kontsentratsioon. 8. Muudetakse õhu kulu, fikseeritakse see ja pärast uue statsionaarse oleku saabumist sooritatakse järgnevalt kõik eespool nimetatud mõõtmised. 9. Katseandmed kantakse tabelisse 1. KATSEANDMED, ARVUTUSTULEMUSED JA GRAAFIKUD
Tabel 1. Katseandmed Väljuv NH3 lahus Vee moolide arv Desorb NH3 moolosad Õhu maht, delta tau, Õhu mahtkulu , Jrk nr Uõ, m/s h0, mm VHCl , ml NNH3, g-ekv/l mool H2O mool NH3/mool H2O m3 s m3/s V all V üleval Nall Nüleval nall nüleval X2 X1 1 0,74 60 0,012333 1,6351 14 4,00 5,60 0,0400 0,0560 55,518 55,503 0,0007205 0,0010090 2 0,74 60 0,012333 1,6351 13 3,50 5,90 0,0350 0,0590 55,523 55,500 0,0006304 0,0010631 3 0,73 60 0,012167 1,6130 13 3,50 4,50 0,0350 0,0450 55,523 55,513 0,0006304 0,0008106 4 0,55 60 0,009167 1,2153 13 4,10 6,40 0,0410 0,0640 55,517 55,495 0,0007385 0,0011533
Tabel 2. Lisaandmed Alglahus: = 0,095 N; N NH 3 Kolonni geomeetria kolonni siseläbimõõt, m 0,0980 kolonni ristlõike pindala, m 2 0,007543 Alglahus L1, l/s 0,0035 L0, mool/s 0, 19444 VNH3 , ml 10 ml Tiitrimine VNH3 , ml 10