氧解吸实验报告

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1、北京化工大学化工原理实验告实验名称：氧解吸实验班级：化工1208姓名：唐福学2012011243同组人：韩先尧•黄永强•谢白明氧解吸实验一、实验目的1.熟悉填料塔的构造与操作。2.观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。3.掌握液相体积总传质系数Kxa的测定方法并分析影响因素。4.学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。二、实验原理送入解吸本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水卮（并流操作）塔顶再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数Kxa，并逬行关联，得到Kxa=ALaVb的关联式，同时对四种不同填

2、料的传质效果及流体力学性能进行比较。本实验引入了计算机在线数据采集技术，加快了数据记录与处理的速度。图1填料展压降-空塔气速关系示意图当有喷淋量时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，此压降对气速作图可得一斜率为1.8_2的直线（图中肪线）。在低气速下（c点以前）压降也正比于气速的1.8_2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中be段）。随气速的增加，出现载点（图1中c点），持液量幵始增大，压降-气速线向上弯，斜率变陡（囹中eel段）。到液泛点（圈中d点）后，在几乎不变的气速下，

3、压降急剧上升。2、传质实验填料塔与板式塔气液两相接触1青况不同。在填料塔中，两相传质主要是在填料有效湿表面上逬行，需要计算完成一定吸收任务所需填料高度，其计算方法有：传质系数法、传质单元法和等板高度法。本实验是对富氧水逬行解吸，如右图所示。由于富氧水浓度4艮小，可认为气液两相的平衡矢系服从亨利定律，即平衡线为直线，操作线也是直线，因此可以用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。整理得到相应的传质速率方式为：GA=KxaVpAxm即Kxa=GA/VpAxm式中GA=L(x2-xjVP=ZQ相关填料层高度的基本计算式为：LfX2dxz==holnolKx

4、aQJXlxe—x式中，x2△xmHqlKxaQ式中：Ga—单位时间内氧的解吸量，[kmol/h];Kxa—总体积传质系数，[kmol/m3hAx];Vp一填料层体积，[m3]Axm—液相对数平均浓度差；X：—液相逬塔时的摩尔分率（塔顶）；〜一与出塔气相y,平衡的液相摩尔分率（塔顶）；x2—液相出塔的摩尔分率（塔底）；xg2一与逬塔气相平衡的液相摩尔分率（塔底）；Z—填料层高度，[m];Q一塔截面积，Em2];L一解吸液流量，[kmol/h];H（）I.—以液相为推动力的传质单元高度，[m];I一以液相为推动力的传质单元数。由于氧气为难溶气体，在水中的

5、溶解度很小，因此传质阻力几乎全部集中于液膜中，gDKx=kx，由于属液膜控制过程，所以要提高总传质系数1<也应增大液相的湍动程度即增大喷淋量。在y_x图中，解吸过程的操作浅在平衡线下方，本实验中还是一条平行于横坐标的水平线（因氧在水中浓度很小）。本实验在计算时，气液相浓度的单位用摩尔分数而不是摩尔比，这是因为在y_x图中，平衡线为直线，操作线也为直线，计算比较简单。四、装置和流程设备参数：基本数据：解吸塔径0=0.10m,吸收塔径0>=0.032m,填料辰高0.8m;填料参数：金属波纹丝网，CY型，4=7000!'a=0.85m7m3;实验流程图：下图

6、是氧气吸收解吸装置流程图。氧气由氧气钢瓶供给，经减压阀2逬入氧气缓冲罐4,稳压在0.04^0.05[Mpa]，为确保安全，缓冲罐上装有安全阀6,由阀7调节氧气流量，并经转子流量计8计量，逬入吸收塔9中，自来水经调节阀10,由转子流量计17计量后逬入吸收柱，气体与水并流吸收。含富氧水经管道在解吸塔的顶部喷淋。空气由风机13供给，经缓冲罐14，由阀16调节流量经转子流量计17计量，通入解吸塔底部，在塔内与塔顶喷淋的富氧水逬行接触，解吸富氧水，解吸后的尾气由塔顶排出，贫氧水从塔底经平衡躍19排出。由于气体流量与气体状态有关，所以每个气体流量计前均装有表压计和

7、温度计。空气流量计前装有计前表压计23。为了测量填料层压降，解吸塔装有压差计22。在解吸塔入□设有入□富氧水取样阀12,用于采集入□水样，出□水样在塔底排液平衡罐上贫氧水取样阀20取样。两水样液相氧浓度由9070型测氧仪测得。1、氧气钢瓶2、氧减压阀3、氧压力表4、氧缓冲罐5、氧压力表6、安全阀7、氧气流量调节阀8、氧转子流量计五、实验操作图3:氧解吸装置流程圄9、吸收塔17、10、水流量调节阀11、水转子流量计12、富氧水取样阀13、风机14、空气缓冲罐15、温度计16、空气流量调节阀空气转子流量计18、解吸塔19、液位平衡罐20、贫氧水取样阀21、

8、温度计22、压差计23、流量计前表压计24、防水倒灌阀1.流体力学性能测定(1)测定干填料压降