填料吸收传质系数的测定VIP免费

序号：化工原理实验报告实验名称：填料吸收传质系数的测定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺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、掌握总传质系数Kxa的测定方法并分析影响因素。x4、学习气液连续接触式填料塔，利用船只速率方程处理传质问题的办法。一、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Ka,并进行关联，得到xKa二ALa•Vb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x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：G=Ka•V•AxAxpmKa二G/V•AxxA：pm（x一x）一（x一x）其中Ax=1el2qm—elTx-xln-uelx一x2e2-e2G=L（x-xA12V=Z•Qp相关的填料层高度的基本计算式为：Z二LJx"二HKa•Qxx一xOLx2e•NOL即H二Z/NOLOL其中N=Jxi出=tOLxx一xAx2em式中：GA—单位时间内氧的解吸量[Kmol/h]Ka一总体积传质系数[Kmol/m3・h・Ax]Vp—填料层体积[m3]Axm—液相对数平均浓度差X]—液相进塔时的摩尔分率（塔顶）xe1—与出塔气相yi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]。一塔截面积[m2]L—解吸液流量[Kmol/h]HOL—以液相为推动力的传质单元高度HOLLKa•QNOL—以液相为推动力的传质单元数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。xxx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）。备注：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。图二氧气吸收与解吸实验流程图1、氧气钢瓶9、吸收塔17、空气转子流量计2、氧减压阀10、水流量调节阀18、解吸塔3、氧压力表11、水转子流量计19、液位平衡罐4、氧缓冲罐12、富氧水取样阀20、贫氧水取样阀5、氧压力表13、风机21、温度计6、安全阀14、空气缓冲罐22、压差计7、氧气流量调节阀15、温度计23、流量计前表压计8、氧转子流量计16、空气流量调节阀24、防水倒灌阀二、实验步骤1、实验流程图二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...