化工原理氧解吸实验报告.doc

羂北京化工大学膀学生实验报告莆芅肁院(部):化学与化学工程薁姓名:张道兴学号:200811226肈专业:化学工程与工艺班级:化工0808羄同组人员:余斌、张文芊肁课程名称:化工原理实验羂实验名称:氧解析实验蒆实验日期::肇成绩:教师签名:膁腿膈螆芁薀羀薅莁羁莇莄蒁莁聿实验名称:氧解析实验莆薁报告摘要: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,利用蒈Kxa=GA/(Vp△xm)GA=L(x2-x1)求出HOL=薇膅一、实验目的及任务:蚁熟悉填料塔的构造与操作。衿观察填料塔流体力学状况,测定压降与气速的关系曲线。艿掌握液相体积总传质系数Kxa的测定方法并分析影响因素。袄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。羅二、基本原理:芀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。螇填料塔流体力学特性羇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。填料层压降—空塔气速关系示意图如下,在双对数坐标系中,~2的直线(图中aa’)。当有喷淋量时,在低气速下(c点以前)~2次幂,但大于相同气速下干填料的压降(图中bc段)。随气速的增加,出现载点(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。肄蚁lgu葿a螆lg△p膄a’肂b袇c蒅d芄填料层压降—空塔气速示意腿蕿2、传质实验芄在填料塔中,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。芄本实验是对富氧水进行解吸,如图下所示。由于富氧水浓度很低,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蚀肆x1芇y1莄y2肀x2GA=KxaVp△xm即Kxa=GA/(Vp△xm)螈其中肅GA=L(x2-x1)Vp=ZΩ蒄相关填料层高度的基本计算式为蒁芆即袄其中,HOL=薄式中GA——单位时间内氧的解吸量,kmol/(m2•h)薈Kxa——液相体积总传质系数,kmol/(m3•h)羈Vp——填料层体积,m3薃xm——液相对数平均浓度差蚄x2——液相进塔时的摩尔分数(塔顶)罿xe2——与出塔气相y1平衡的摩尔分数(塔顶)莆x1——液相出塔的摩尔分数(塔底)蚆xe1——与进塔气相y1平衡的摩尔分数(塔底)螃Z——填料层高度,m莀Ω——塔截面积,m2膈L——解吸液流量,kmol/(m2•h)莅HOL——以液相为推动力的总传质单元高度,m袃NOL——以液相为推动力的总传质单元数螁薆由于氧气为难容气体,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,由于属液膜控制过程,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。膄袃膂三、装置和流程图:芈实验仪器:膇吸收塔及解吸塔设备、9070型测氧仪羃基本数据艿解析塔径Φ=,吸收塔径Φ=,(陶瓷拉西环、星形填料和金属波纹丝网填料)(金属θ环)。填料数据如下:罿羆陶瓷拉西环肃金属θ环虿属波纹丝网填料蒇星形填料(塑料)螄(12×12×)mm膃at=403m2/m3肀ε==903m2/m3蒃(10×10×)mm芃at=540m-1蒁ε==700m-1蚈ε=((15××)mm蒂at=850m2/m3聿螇实验流程图:肄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,~[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。蒂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。蒀在解吸塔入口设有入口采出阀1