氧吸收与解吸.docx

1 一、实验目的 1????????????? 2?????????????????????????? 3???????? K xa????????????? 4????????????????????????????????二、实验器材吸收塔及解吸塔设备、 9070 型测氧仪、烧杯( 500mL )两个等等。三、实验原理 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。填料层压降—空塔气速关系示意如图 1所示,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(图中 aa’)。当有喷淋量时,在低气速下( c点以前)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(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。 lgu a lg △ p a’ b c d 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吸,如图 2 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,即平衡线为直线,操作线也为直线,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图-1 填料层压降—空塔气速关系示意 2 mpxAX aV KG??即mPAxXVGaK??/ 式中,])( )( ln[ )()( 11 22 1122e e eemxx xx xxxxX????????? 12xxLG A????ZV P 相关填料层高度的基本计算式为 OL OL xxexNHxx dx aK LZ?????即 OL OLNZH/?式中, m xxe OLx xxxx dx N?????? 21,??aK LH X OL 式中 AG ______ 单位时间内氧的解吸量, kmol/(m 2?h); aK x——液相体积总传质系数, kmol/(m 3?h); Vp ——填料层体积, m 3; mX?——液相对数平均浓度差; 2x ——液相进塔时的摩尔分数(塔顶); 2ex ——与出塔气相 y1平衡的摩尔分数(塔顶); 1x ——液相出塔的摩尔分数(塔底); 1ex ——与进塔气相 y1平衡的摩尔分数(塔底); Z——填料层高度, m; ?——塔截面积, m 2; L——解吸液流量, kmol/(m 2?h); OLH ——以液相为推动力的总传质单元高度, m; OLN ——以液相为推动力的总传质单元数; 四、实验装置图-2 富氧水解吸实验 3 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 ~ [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