吸收传质系数测定,实验报告.docx

吸收传质系数测定,实验报告化工基础实验报告实验名称氧吸收/解吸系数测定班级姓名学号成绩实验时间同组成员一、实验预习 1实验目的 1、了解传质系数的测定方法; 2、测定氧解吸塔内空塔气速与液体流量对传质系数的影响;3、掌握气液吸收过程液膜传质系数的实验测定方法; 2实验原理 2-1氧吸收/解吸系数测定 1)吸收速率吸收是气、液相际传质过程,所以吸收速率可用气相内、液相内或两相间传质速率表示。在连续吸收操作中,这三种传质速率表达式计算结果相同。对于低浓度气体混合物单组分物理吸收过程,计算公式如下。气相内传质的吸收速率: NA?kyF(y?yi) 液相内传质的吸收速率: NA?kxF(xi?x) 气、液相相际传质的吸收速率: NA?KyF(y?y*)?KxF(x*?x) 式中:y,yi——气相主体和气相界面处的溶质摩尔分数; x,xi——液相主体和液相界面处的溶质摩尔分数;x*,y*——与x和y呈平衡的液相和气相摩尔分数; kx,Kx——以液相摩尔分数差为推动力的液相分传质系数和总传质系数;ky,Ky——以气相摩尔分数差为推动力的气相分传质系数和总传质系数;F——传质面积,m2。对于难溶气体的吸收过程,称为液膜控制,常用液相摩尔分数差和液相传质系数表达吸收速率式。对于易溶气体的吸收过程,称为气膜控制,常用气相摩尔分数差和气相传质系数表达吸收速率式。本实验为一解吸过程,将空气和富氧水接触,因富氧水中氧浓度高于同空气处于平衡的水中氧浓度,富氧水中的氧向空气中扩散。解吸是吸收的逆过程,传质方向与吸收相反,其原理和计算方法与吸收类似。但是传质速率方程中的气相推动力要从吸收时的(y-y*)改为解吸时的(y*-y),液相推动力要从吸收时的(x*-x)改为解吸时的(x-x*)。 2)吸收系数和传质单元高度吸收系数和传质单元高度是反映吸收过程传质动力学特性的参数,是吸收塔设计计算的必需数据。其数值大小主要受物系的性质、操作条件和传质设备结构形式及参数三方面的影响。由于影响因素复杂,至今尚无通用的计算方法,一般都是通过实验测定。本实验计算填料解吸塔的体积传质系数Kxa(kmol/(m3·h))的公式如下: Kxa? L(x1?x2)N ??V?xmZF?xm L/F * x?xZ/1)* x2?x 式中:N——传质速率,kmol/h; x1,x2——进、出设备的水中氧的摩尔分数;V——传质体积,m3;F——塔截面积,m2;Z——填料层高度,m;L——水的流量,kmol/h。** (x1?x1)?(x2?x2) ?xm?* x?x11*)x2?x2 x1*,x2*——在设备进、出口温度下,与空气中氧呈平衡的水中氧的摩尔分数。因为氧在水中的溶解度极小,其解吸量也极小,故空气中氧的组成经解吸塔后变化极小,可以认为出、入口气体中氧浓度近似相等,即x1*=x2*。解吸和吸收操作常常联合使用,吸收了溶质的富液经过解吸而再生,恢复其吸收能力循环使用。如果解吸效果不好,吸收剂中吸收了的溶质解吸不干净,将会直接影响吸收效果,所以说解吸操作说吸收操作的重要环节。 3实验装置与流程 3-1氧吸收/解吸装置图2、氧吸收/解吸实验流程 1、氧气钢瓶2、减压阀3、氧气缓冲罐4、氧气流量计5、水缓冲罐6、水流量调节阀 7、水流量计8、涡轮流量计9、氧气吸收柱10、风机11、空气缓冲罐 12、空气流量调节阀13、空气流量计14、计前压差计15、全塔压差计16、孔板流量计 17、富氧水取样口18、氧气解吸塔19、贫氧水取样口装置中的有关尺寸: 解吸塔径:,填料高:;吸收柱直径:。二、:塔径D=102mm填料层高度Z=630mm气体流量对吸收的影响液体流量对吸收的影响三、,并且对实验数据每组所测的两次去平均值,得到下表:气体流量对实验氧含量与平衡氧含量的影响液体流量对实验氧含量与平衡氧含量的影响注:由于课本后的数据,最高温度只达到25℃,所以在网上找了数据,但是发现它和书上的数据不是特别一样的??于是本着“不在意这些细节”的原则,我就这么用了??根据公式: ??????= 11 ??/ln????? 22 ??/?? ??= 其中??= π??24 ????ρ 2O =×10?3??2,??=m,L=液体流量?M?? ,。在将??1、???代入,计算结果如下表(1)气体流量对体积传质系数与传质单元高度的影响 ,水从中喷淋而下,所以以气体流量代替空塔气速绘图,对趋势曲线并无影响,只是横坐标值不同。(1)气体流量对体积传质系数与传质单元高度的影响液体流量对体积传质系数与传质单元高度的影响填料塔吸收传质系数的测定一、实验目的