氧解吸实验报告.docxVIP

化原实验报告实验题目：氧解吸实验班级：化工0907班姓名：学号：同组人：氧解吸实验一、实验目的熟悉填料塔的构造与操作。观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。掌握液相体积总传质系数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、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，并进行关联，得到 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。图2 富氧水解析实验本实验是对富氧水进行解吸，如右图所示。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：即 式中相关填料层高度的基本计算式为：式中，式中： GA —单位时间内氧的解吸量，[kmol/h]；Kxa —总体积传质系数，[kmol/m3hΔx]；VP —填料层体积，[m3]Δxm—液相对数平均浓度差；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，[m]；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即增大喷淋量。在y-x图中，解吸过程的操作线在平衡线下方，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Φ=0.10m，吸收塔径Φ=0.032m，填料层高0.8m；填料参数：金属波纹丝网，CY型，at=700m-1，ε=0.85m3/ m3;实验流程图：下图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0.04～0.05[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，自来水经调节阀10，由转子流量计17计量后进入吸收柱，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进行接触，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罐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富氧水取样阀12，用于采集入口水样，出口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。图3：氧解吸装置流程图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、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