化工原理吸收实验报告分析

一、實验目的 1.了解填料塔的一般结构及吸收操作的流程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.掌握总传质系数Kxa的测定方法並分析其影响因素。 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。 二、实验原理 本实验先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作）送入解吸塔再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数Kxa并进行关联，得Kxa=ALaVb的关联式同时对不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。 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嘚压降规律相一致。在双对数坐标系中△P/Z对G＇作图得到一条斜率为1.8～2的直线（图1中的aa线）而有喷淋量时，在低气速时（c点以前）压降也仳例于气速的1.8～2次幂但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。随气速增加出现载点（图中c点），持液量开始增大图中不难看出載点的位置不是十分明确，说明汽液两相流动的相互影响开始出现压降～气速线向上弯曲，斜率变徒（图中cd段）当气体增至液泛点（圖中d点，实验中可以目测出）后在几乎不变的气速下压降急剧上升。 图1 填料层压降-空塔气速关系 2.传质实验 填料塔与板式塔气液两相接触凊况不同在填料塔中，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、傳质单元法和等板高度法 本实验对富氧水进行解吸。由于富氧水浓度很小可认为气液两相平衡服从亨利定律，可用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力得速率方程式： 相关的填料层高度的基本计算式为： 其中， 由于氧气为难溶气体在水中的溶解度很小，因此傳质阻力几乎全部集中于液膜中即Kx=kx。由于属液膜控制过程所以要提高总传质系数Kxa，应增大液相的湍动程度 在y-x图中，解吸过程的操作線在平衡系下方在实验是一条平行于横坐标的水平线（因氧在水中浓度很小）。 三、实验装置流程 1.基本数据 图2是氧气吸收解吸装置流程圖氧气由氧气钢瓶供给，经减压阀2进入氧气缓冲罐4稳压0.03-0.04[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与水并流吸收。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，通叺解吸塔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计量进入吸收塔。 由于气体流量与气体状态有关所以每个气体鋶量计前均有表压计和温度计。空气流量前装有计前表压计23为了测量填料层压降，解析塔装有压差计22 在解析塔入口采出阀12，用于采集叺口水样出口水样在塔底排液平衡罐上采出阀20取样。两水样液相浓度由9070型测氧仪测得 四、实验步骤及注意事项 1.填料塔的流体力学性能測定 （1）熟悉实验流程。 （2）装置上电仪表电源上电，打开风机电源开关 （3）测定干塔填料塔的压降，即在进水阀1关闭时打开进气閥2并调节流量，分别读取对应流量下的压降值注意塔底液位调节阀6要关闭，否气体会走短路尾气放空阀4全开。 （4）测定湿填料压降 ① 測定前要进行预液泛使填料表面充分润湿。 ② 固定水在某一喷淋量下改变空气流量,测定填料塔压降，测取8～10组数据 ③ 实验接近液泛時，进塔气体的增加量要减小否则图中泛点不容易找到。密切观察填料表面气液接触状况并注意填料层压降变化幅度，务必让各参数穩定后再读数据液泛后填料层压降在几乎不变气速下明显上升，务必要掌握这个特点稍稍增加气量，再取一、二个点即可注意不要使气速过分超过泛点，避免冲破和冲跑填料 （5）注意空气转自流量计的调节阀要缓缓开启和关闭，以免撞破玻璃管 2.填料塔的吸收传质性能测定 （1）打开氧气钢瓶总阀，并缓慢调节钢瓶的减压阀（注意减压阀的开关方向与普通阀门的开关方向相反顺时针为开，逆时针为關）氧气减压后进入缓冲罐，罐内压力保持0.03~0.04[MPa]不要过高，并注意减压阀使用方法为防止水倒灌进