实验七：吸收实验

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1、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、掌握总传热系数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、实验原理本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解析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，并进行关联，得到Kxa=ALaVb的关联式，同时对四种不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。1、填料塔流体力学特性气体通过干填料层时，流体流动

2、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（图中为aa线）。当有喷淋量时，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bc段）。随气速的增加，出现载点（图中c点），持液量开始增大，压降-气速线向上弯，斜率变陡（图中cd段）。到液泛点（图中d点）后，在几乎不变的气速下，压降急剧上升。图1填料层压降-空塔气速关系示意图2、传质实验本实验是对富氧水进行解吸。气液两相的平衡关系服从亨利定律（富氧水浓

3、度很小），即平衡线为直线，操作线也为直线，因此用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。传质速率方式为：GA=Kxa*Vp*△xmKxa=GA/（Vp*△xm）其中GA=L（x1-x2）Vp=Z*Ω相关的填料层高度的基本计算式为：=HOL*NOL即HOL=Z/NOL其中，NOL=HOL=由于氧气为难溶气体，属液膜控制过程，所以要提高总传质系数Kxa，应增大液相的湍动程度。在y-x图中，解吸过程的操作线在平衡线下方，在实验中是一条平行于横坐标的水平线（因氧在水中浓度很小）。备注：本实验在计算时，气液

4、相浓度的单位用摩尔分率。一、实验装置流程1、基本数据解吸塔径为0.1m，吸收塔径为0.032m，填料层高度0.8m(陶瓷拉西环、陶瓷波纹板、金属波纹丝网填料)和0.83m(金属θ环)。2、实验装置流程图一、实验步骤及注意事项(一)流体力学性能测定1、测定干填料压降时，塔内填料务必事先吹干。2、测定湿填料压降　　a、测定前要进行预液泛，使填料表面充分润湿。b、实验接近液泛时，进塔气体的增加量要减小，否则图中泛点不容易找到。密切观察填料表面气液接触状况，并注意填料层压降变化幅度，务必让各参数稳定后再读

5、数据，液泛后填料层压降几乎不变，气速不明显上升，务必要掌握这个特点。注意不要使气速过分超过泛点，避免冲破和冲泡填料。c、注意空气转子流量计的调节阀要缓慢开启和关闭，以免撞破玻璃管。(二)传质实验1、氧气减压后进入缓冲罐，罐内压力保持0.03~0.04[MPa]，不要过高，并注意减压阀使用方法。为防止水倒罐进入氧气转子流量计中，开水前要关闭防倒罐阀或先通入氧气后通水。2、水喷淋密度取10~15[m3/m2*h]，空塔气速0.5~0.8[m/s]，氧气入塔流量为0.01~0.02[m3/h]，适当调节

6、氧气流量，使吸收后的富氧水浓度控制在<19.9[ppm]。3、塔顶和塔底液相氧浓度测定：分别从塔顶与塔底取出富氧水和贫氧水，用测氧仪分别分析各自氧的含量。2、实验完毕，关闭氧气时，务必先关氧气钢瓶总阀，然后才能关闭减压阀及调节阀。检查总电源、总水阀及各管路阀门，确定安全后方可离开。一、原始实验数据（附页）一、数据处理1、填料塔流体力学性能：以第一组数据为例：求使用状态下的空气流量V2V2=V1*P1*T2/(P2*T1)=20*101.33*310.65/1.64*298.15=1287.540V

7、2=1/4×π×ｄ２×ud=0.1m可得：u=45.56m/slgu=1.66m/slg△P=lg50=2.00pa同理得其他几组的数据列于表中：表一：干填料塔塔流体力学性能数据记录表序号空气流量V1/(m3/h)空气流量V2/(m3/h)流速u/(m/s)lgu/(m/s)lg△P/Pa1201287.54045.561.662.002231380.37046.301.672.153271313.35646.471.672.264301272.52045.031.652.285331243.62

8、144.011.642.456351213.90442.951.632.517381160.80841.081.612.588401113.83039.411.602.61表二：湿填料塔塔流体力学性能数据记录表序号空气流量V1/(m3/h)空气流量V2/(m3/h)流速u/(m/s)lgu/(m/s)lg△P/Pa19780.61127.621.441.782141059.18137.481.571.903171129.35239.961.602.154201183.28841.8