【9A文】吸收实验仿真说明书

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1、【MeiWei_81重点借鉴文档】吸收与解吸实验装置 说明书 一、实验目的及任务：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、掌握总传质系数KRa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、基本原理：本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸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KRa，并进行关联，得到KRa=ALa·Vb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。本实验引入了计算机在线数据采集

2、技术，加快了数据记录与处理的速度。1、填料塔流体力学特性：图1填料层压降–空塔气速关系示意图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1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。2、传质实验：填料塔与板式塔气液两相接触情况不

3、同。在填料塔中，两相传质主要是在填料有效湿表面上进行，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。本实验是对富氧水进行解吸。由于富氧水浓度很小，可认为气液两相的平衡关系服从亨利定律，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：其中【MeiWei_81重点借鉴文档】【MeiWei_81重点借鉴文档】相关的填料层高度的基本计算式为：即其中，式中：GA—单位时间内氧的解吸量[Kmol/h]KRa—总体积传质系数[Kmol/m3•h•ΔR]VP—填

4、料层体积[m3]ΔRm—液相对数平均浓度差R1—液相进塔时的摩尔分率（塔顶）Re1—与出塔气相R1平衡的液相摩尔分率（塔顶）R2—液相出塔的摩尔分率（塔底）Re2—与进塔气相R2平衡的液相摩尔分率（塔底）Z—填料层高度[m]Ω—塔截面积[m2]L—解吸液流量[Kmol/h]HOL—以液相为推动力的传质单元高度NOL—以液相为推动力的传质单元数由于氧气为难溶气体，在水中的溶解度很小，因此传质阻力几乎全部集中于液膜中，即KR=kR,由于属液膜控制过程，所以要提高总传质系数KRa，应增大液相的湍动程度。在R—R图中，解吸过程的操作线在平衡线下方，本实验中还

5、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，气液相浓度的单位用摩尔分率而不用摩尔比，这是因为在R—R图中，平衡线为直线，操作线也是直线，计算比较简单。 三、装置说明与操作：1．基本数据：解吸塔径Φ=0.1m，吸收塔径Φ=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）。 填料参数：瓷拉西环金属θ环12×12×1.3[mm]10×10×0.1[mm]at=403[m2/m3]at—540[m-1]ε=0.764[m3/m3]ε—0.97at/ε=903[m2/m3] 2．实

6、验流程：图2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进入氧气缓冲罐4，稳压在0.03～0.04[Mpa],为确【MeiWei_81重点借鉴文档】【MeiWei_81重点借鉴文档】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，进入吸收塔9中，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，通入解吸塔底部解吸富氧水，解吸后的尾气从塔顶排出，贫氧水从塔底经平衡罐19排出。自来水经调节阀10，由转子流量计17计量后进入吸收柱。由于气体流量与气体状

7、态有关，所以每个气体流量计前均有表压计和温度计。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。在解吸塔入口设有入口采出阀12，用于采集入口水样，出口水样在塔底排液平衡罐上采出阀20取样。两水样液相氧浓度由9070型测氧仪测得。图2、氧气吸收与解吸实验流程图1、氧气钢瓶9、吸收塔17、空气转子流量计2、氧减压阀10、水流量调节阀18、解吸塔3、氧压力表11、水转子流量计19、液位平衡罐4、氧缓冲罐12、富氧水取样阀20、贫氧水取样阀5、氧压力表13、风机21、温度计6、安全阀14、空气缓冲罐22、压差计7、氧气流量调节阀15

8、、温度计23、流量计前表压计8、氧转子流量计16、空气流量调节阀24、防水倒灌阀 3．操作要点①、流体力学性