一、实验目的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 的测定方法并分析其影响因素。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的压降规律相一致。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）压降也比例于气速的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。图中不难看出载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（图中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：OLOLNZH其中，mxxeOLxxxxxdxN2112aKLHxOL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。在 y-x 图中，解吸过程的操作线在平衡系下方，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. 基本数据解吸塔径φ =0.1m, 吸收塔径φ =0.032m，填料层高度0.8m（陶瓷拉西环、陶瓷波纹板、金属波纹网填料）和0.83m （金属 θ环）。表 1 填料参数瓷拉西环金属 θ环12×12×1.3[mm]10×10×0.1[mm]at =403[m2/ m3] at — 540[m-1] ε =0.764 m3/ m3] ε — 0.97 at/ ε =903[m2/ m3] 2. 实验流程图...
