文档介绍：化工原理氧解析实验报告课程名称: 化工原理实验学校: 北京化工大学 学院: 专业: 班级: 学号: 姓名: 实验日期: 同组人员:、实验摘要本实验利用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水, 送入解析塔顶再用空气进行解析, 测定不同液量和气量下的解析液相体积总传质系数, 并进行关联,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。二、实验目的及任务1熟悉填料塔的构造与操作。2、 观察填料塔流体力学状况,测定压降与气速的关系曲线。3、掌握液相体积总传质系数 Kxa的测定方法并分析影响因素。4、 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。三、基本原理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“压降一空塔气速”关系示意如图1所示。(1) 在双对数坐标系中,~2的直线(图中Aa直线)。(2)当有喷淋量时,在低气速下(c点以前)压降正比于气速的 ~2次方,但大于相同气速下干填料的压降(图中 be段)。(3) 随气速的增加,出现载点(图中e点),持液量开始增大,“压降一气速”线向上弯,斜率变陡(图中ed段)。(4) 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图1填料层“压降一空塔气速”关系示意图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GaKxaVpXm即KxaGA/VpXmr(X2Xe2)(X2ln[-(Xi(Xi Xei)Xe2)]GaLX2 Xi相关填料层咼度的基本计算式为:图2富氧水解吸实验XidxX2XeXHolNol即HOLZ/NOLNOLHolx1dx x1x2X2XeX XmLKxaGA单位时间内氧的解吸量,kmol/(m2?h);3Kxa液相体积总传质系数,kmol/(m3?h);vp填料层体积,m;△Xm液相对数平均浓度差;X2液相进塔时的摩尔分数(塔顶);Xe2与出塔气相yi平衡的摩尔分数(塔顶);X1液相出塔的摩尔分数(塔底);Xe1与进塔气相yi平衡的摩尔分数(塔底);Z填料层高度,m;2?塔截面积,m;2L解吸液流量,kmol/(m2?h);hOl以液相为推动力的总传质单元高度, mNdl以液相为推动力的总传质单元数。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,应增大也想的湍动程度即增大喷淋量。在y-X图中,解析过程的操作线在平衡线下方,本实验中是一条平行于横坐标的水平线(因氧气在水中浓度很小)。本实验在计算时,气液相浓度的单位用摩尔分数而不用摩尔比,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、实验装置及流程氧气吸收解吸装置流程:(1)氧气由氧气钢瓶供给,经减压阀进入氧气缓冲罐,稳压在 〜,缓冲罐上装有安全阀,当缓冲罐在压力达到 ,安全阀自动开启。(2)氧气流量调节阀调节氧气流量,并经转子流量计计量,进入吸收塔中。(3) 自来水经水转子流量计调节流量,由转子流量计计量后进入吸收塔。(4) 在吸收塔内氧气与水并流接触,形成富氧水,富氧水经管道在解吸塔的顶部喷淋。(5) 空气由风机供给,经缓冲罐,由空气流量调节阀调节流量经空气转子流量计计量,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”从塔底通过平衡罐排出。(6)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。为了测量填料层压降,解吸塔装有压差计。(7)在解吸塔入口设有入口采出阀,用于采集入口水样,出口水样在塔底排液平衡罐上采出阀取样。两水样液相氧浓度由 9070型测氧仪测得。图3氧气吸收解吸装置流程图排入地沟1、氧气钢瓶7、氧气流量调节阀13、风机19、液位平衡罐2、氧减压阀8、氧转子流量计14、空气缓冲罐20、贫氧水取样阀3、氧压力表9、吸收塔15、温度计21、温度计4、氧缓冲罐10、水流量调节阀16、空气流量调节阀22、压差计5、氧压力表11、水转子流量计17、空气转子流量计23、流量计前表压计6、安全阀12、富氧水取样阀18、解吸塔24、防水倒灌阀五、实验内容及步骤1、流体力学性能测定(1)测定干填料压降塔内填料事