一、 实验目的 1、观察填料塔流体力学状况,测定压降与气速的关系曲线。 2、掌握总传质系数的测定方法并分析影响因素。 二、 实验原理 本装置先用吸收柱讲将水吸收纯氧形成富氧水后(并流操作),送入解吸塔顶再用空气进行解吸,实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数axK,并进行关联,得到baVALKax的关联式,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。本实验引入了计算机在线数据采集技术,加快了数据记录与处理的速度。 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。在双对数坐标系中,此压降对气速作图可得一斜率为 1.8~2的直线(图中 aa线)。当有喷淋量时,在低气速下(c点以前)压降也正比于气速的 1.8~2次幂,但大于同一气速下干填料的压降(图中 bc段)。随气速的增加,出现载点(图 1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。 图一 填料层压降-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: mpxAxVaKG mpAxxVGaK 其中 22112211ln)()(eeeemxxxxxxxxx 21xxLGA ZVp 相关的填料层高度的基本计算式为: OLOLxxexNHxxdxaKLZ12 即 OLOLNZH/ 其中 mxxeOLxxxxxdxN 2112 , aKLHxOL 式中: GA —单位时间内氧的解吸量[Kmol/h] Kxa —总体积传质系数[Kmol/m3•h•Δ x] VP —填料层体积[m3] Δ xm—液相对数平均浓度差 x1 —液相进塔时的摩尔分率(塔顶) xe1 —与出塔气相y1 平衡的液相摩尔分率(塔顶) x2 —液相出塔的摩尔分率(塔底) xe2 —与进塔气相y2 平衡的液相摩尔分率(塔底) Z —填料层高度[m] Ω —塔截面积[m2] L —解吸液流量[Kmol/h] HOL—以液相为推动力的传质单元高度 NOL—以液相为推动力的传质单元数 由于氧气为...