氧吸收与解吸实验.doc

氧吸收与解吸实验实验日期:2011/4/8班级:*****姓名:**学号:********同组人:********实验装置:1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Ka~进而确定液相总传质单元高度H。xOL一、实验名称,氧吸收与解吸实验二、目的及任务:,~测定压降与气速的关系曲线,,~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ab量和气量下的解吸总传质系数Ka~并进行关联~得到Ka=AL〃V的xx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。: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~,2的直线,图中aa线,。当有喷淋量时~在低气图1-1填料层压降–空塔气速关系示意图速下,c点以前,,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。: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。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:G,Ka,V,,xAxpmKa,GV,,xxApmx,x,x,x()()1e12e2,x,其中mx,x1e1lnx,x2e2V,Z,,,,G,Lx,xpA12相关的填料层高度的基本计算式为:xLdx1H,Z/NZ,,H,N即OLOLOLOL,x2Ka,,x,xxexx,xdxL112N,,H,其中~OLOL,x2x,x,xKa,,emx式中:G—单位时间内氧的解吸量[Kmol/h]A3Ka—总体积传质系数[Kmol/m•h•Δx]x3V—填料层体积[m]PΔx—液相对数平均浓度差mx—液相进塔时的摩尔分率,塔顶,1x—与出塔气相y平衡的液相摩尔分率,塔顶,e11x—液相出塔的摩尔分率,塔底,2x—与进塔气相y平衡的液相摩尔分率,塔底,e22Z—填料层高度[m]2Ω—塔截面积[m]L—解吸液流量[Kmol/h]H—以液相为推动力的传质单元高度OLN—以液相为推动力的传质单元数OL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K=k,由于属液膜控制过程~所以要提高总xx传质系数Ka~应增大液相的湍动程度。x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:1号陶瓷拉西环1(基本数据:解吸塔径Φ=~吸收塔径Φ=~:瓷拉西环,12×12×,mma=403m/mε==903m/mt2(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~,[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