氧吸收与解析实验报告

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1、氧吸收与解吸实验实验日期：2011/4/15班级:*****姓名：****学号：********同组人:**实验装置：3号陶瓷拉西环摘要：填料塔是化工过程重要的单元，本实验在室温、常压下，通过分别测定干、湿填料层压降与空塔气速的数据，并作图分析得到两种情况下塔压降与空塔气速关系，从而熟悉填料塔的构造与操作、确定填料塔流体力学特性，进而得知填料塔的处理能力及性能高低。同时，本实验通过对富氧水进行解吸，测定了解吸液相体积的总传质系数Kxa，进而确定液相总传质单元高度HOL。一、实验名称：氧吸收与解吸实验二、目的及任

2、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。三、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，该步实验中省略），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Kxa，并进行关联，得到Kxa=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。本实验手工采集数据，具有可操作性。1.填料塔流体力学

3、特性：图1-1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，出现截点（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。2.传质实验：填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。在填料

4、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]Kxa—总体积传质系数[Kmol/m3•h•Δx]VP—填料层体积[m3]Δxm—液相对数平均浓

5、度差x1—液相进塔时的摩尔分率（塔顶）xe1—与出塔气相y1平衡的液相摩尔分率（塔顶）x2—液相出塔的摩尔分率（塔底）xe2—与进塔气相y2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Kx=kx,由于属液膜控制过程，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，本实验中

6、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率而不用摩尔比，这是因为在y—x图中，平衡线为直线，操作线也是直线，计算比较简单。四、实验装置与流程：实验装置：3号陶瓷拉西环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填料参数：瓷拉西环（12×12×1.3）mmat=403m2/m3ε=0.764m3/m3at/ε=903m2/m32．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0.04

7、～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，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

8、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。图-2氧气吸收解吸装置流程图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、