2019化工原理氧解吸实验报告

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1、化工原理氧解吸实验报告　　北京化工大学学生实验报告　　　　院：　　化学工程学院　　　　姓名：　　学号：　　专业：　　化工　　班级：　　同组人员：　　课程名称：　　化工原理实验　　实验名称：　　氧吸收　　实验　　实验日期：20XX-4-15　　批阅日期：　　成　　绩：　　教师签名：　　　　实验名称：氧解析实验　　报告摘要：本实验首先利用气体分别通过干填料层、湿填料层，测流体流动引起的填料层压　　降与空塔气速的关系，利用双对数坐标画出关系。其次做传质实验求取传质单元高度，利用　　Vp△xm）mKxa=GA/求出　　(x2xe2)ln(x1xe1)HOL=　

2、　L　　KXa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)掌握液相体积总传质系数Kxa的测定方法并分析影响因素。　　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：　　本装置先用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水后，送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需要测定不同液量和气量下的解吸液相体积总传质系数Kxa，并进行关联，得到Kxa=ALaVb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，流体流动引起的压

3、降和湍流流动引起的压降规律相一致。填料层压降—空塔气速关系示意图如下，在双对数坐标系中，此压降对气速作图可得一斜率为~2的直线。当有喷淋量时，在低气速下压降正比于气速的~2次幂，但大于相同气速下干填料的压降。随气速的增加，出现载点，持液量开始增大，压降—气速线向上弯，斜率变陡。到液泛点后，在几乎不变的气速下，压降急剧上升。　　填料层压降—空塔气速示意a’lg△pdcbalgu　　2、传质实验　　在填料塔中，两相传质主要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的填料高度，其计算方法有传质系数、传质单元法和等板高度法。　　本实验是对富氧水进行解

4、吸，如图下所示。于富氧水浓度很低，可以认为气液两相平衡关系服从亨利定律，及平衡线位置线，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程为　　Vp△xm）GA=KxaVp△xm　　即Kxa=GA/　　Vp=Z　　相关填料层高度的基本计算式为　　x1Ldx　　ZHOLNOL　　　　Kxax2xexx1y1　　即HOLZ/NOL其中NOLx1x2xx2dxL，HOL=1xexxmKXa式中GA——单位时间内氧的解吸量，kmol/(m2h)　　Kxa——液相体积总传质系数，kmol/(m3h)　　Vp——填料层体积

5、，m3　　△xm——液相对数平均浓度差　　x2——液相进塔时的摩尔分数　　xe2——与出塔气相y1平衡的摩尔分数x1——液相出塔的摩尔分数　　xe1——与进塔气相y1平衡的摩尔分数　　Z——填料层高度，m——塔截面积，m2　　L——解吸液流量，kmol/(m2h)　　HOL——以液相为推动力的总传质单元高度，mNOL——以液相为推动力的总传质单元数　　于氧气为难容气体，在水中的溶解度很小，因此传质阻力几乎全部集中在液膜中，即Kx=kx，于属液膜控制过程，所以要提高液相体积总传质系数Kxa，应增大液相的湍动程度即增大喷淋量。　　三、装置和流程图：实验仪器

6、：　　吸收塔及解吸塔设备、9070型测氧仪吸收解析塔参数　　解析塔径Φ=，吸收塔径Φ=，填料高度(陶瓷拉西环、星形填料和金属波纹丝网填料)和(金属θ环)。填料数据如下：　　陶瓷拉西环(12×12×)mmat=403m2/m3ε=/m3　　金属θ环(10×10×)mmat=540m2/m3ε=/m3　　属波纹丝网填料CY型at=700m2/m3ε=/m3　　星形填料(塑料)　　下图是氧气吸收解吸装置流程图。氧气氧气钢瓶供给，经减压阀2进入氧气缓冲罐4，稳压在～[Mpa],为确保安全，缓冲罐上装有安全阀6，阀7调节氧气流量，并经转子流量计8计量，进入吸收塔

7、9中，与水并流吸收。含富氧水经管道在解吸塔的顶部喷淋。空气风机13供给，经缓冲罐14，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，转子流量计17计量后进入吸收柱。　　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9070型测氧仪测得。　　排空水排入地沟　　

8、氧气吸收与解吸实验流程图　　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