氧解吸实验(吸收实验)
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1. 了解吸收和解吸的原理。
2. 熟悉吸收解吸反应的实验操作。
3. 通过实验观察吸收解吸实验现象特征。
4. 探讨不同物质的吸收和解吸特性。
二、实验原理吸收和解吸是化学工程中常见的传质过程。
吸收是指气体中的溶质被液体吸收剂吸收的过程,而解吸则是将吸收剂中的溶质释放出来的过程。
本实验采用物理吸收法,即利用液态吸收剂对气体混合物中的特定组分进行吸收和解吸。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:CO2气体、NaOH溶液、盐酸、苯、四氯化碳等。
2. 实验仪器:气体发生器、气体流量计、吸收塔、解吸塔、冷凝器、温度计、压力计、秒表等。
四、实验步骤1. 吸收实验:(1)将CO2气体通入装有NaOH溶液的吸收塔中,调节气体流量和温度。
(2)观察气体在吸收塔中的流动状态,记录吸收前后的气体流量和温度。
(3)将吸收后的气体通入装有盐酸的解吸塔中,调节气体流量和温度。
(4)观察气体在解吸塔中的流动状态,记录解吸前后的气体流量和温度。
2. 解吸实验:(1)将苯通入装有四氯化碳的吸收塔中,调节气体流量和温度。
(2)观察气体在吸收塔中的流动状态,记录吸收前后的气体流量和温度。
(3)将吸收后的气体通入装有苯的解吸塔中,调节气体流量和温度。
(4)观察气体在解吸塔中的流动状态,记录解吸前后的气体流量和温度。
1. 吸收实验:(1)CO2气体在吸收塔中流速逐渐减慢,气体颜色变浅。
(2)解吸后的气体在解吸塔中流速逐渐加快,气体颜色变深。
2. 解吸实验:(1)苯气体在吸收塔中流速逐渐减慢,气体颜色变浅。
(2)解吸后的气体在解吸塔中流速逐渐加快,气体颜色变深。
六、实验数据与分析1. 吸收实验:(1)吸收前后的气体流量:Q1 = 0.2 L/min,Q2 = 0.1 L/min。
(2)吸收前后的气体温度:T1 = 25℃,T2 = 20℃。
(3)根据实验数据,计算吸收系数K1和吸收速率V1。
2. 解吸实验:(1)吸收前后的气体流量:Q3 = 0.2 L/min,Q4 = 0.3 L/min。
实验名称:氧解吸实验实验摘要本实验测定不同气速下干填料塔和湿填料塔的压降,得到填料层压降—空塔气速关系曲线,确定塔的处理能力及找到最佳操作点。
然后用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水,送入解析塔再用空气进行解吸,进而可计算出不同气液流量比下液相体积总传质系数K x a,液相总传质单元高度H OL,液相总传质单元数N OL。
关键词:氧气解吸液相体积总传质系数液相总传质单元高度液相总传质单元数一、实验目的1、测量填料塔的流体力学性能2、测量填料塔的吸收-解吸传质性能3、比较不同填料的差异二、实验原理1、填料塔流体力学性能为保证填料塔的正常运行,通常需要控制操作气速处于液泛气速的0.5~0.8倍之间。
如图4-1在双对数坐标系下,气体自下而上通过填料层时,塔压降ΔP与空塔气速u符合关系式0.2~8.1P u∆,∝∆.当有液体喷下,低气速操作时,0.2~8.1=P u此时的ΔP比无液体喷下时要高。
气速增加到d点,气液两相的流动开始互相影响,以上2.∆,此时的操作点称为载液点。
气速在增大到e点时,气液两相的P∝u交互影响恶性发展,导致塔内大量积液且严重返混,以上10∆,此时的操作点P∝u称为泛液点,对应的气速就是液泛气速。
本次实验直接测量填料塔性能参数,确定其液泛气速,另外还可以用公式法、关联图法等确定。
全塔压降直接读仪表,空塔气速u由孔板流量计测定:s P A V/m 1.07854.0)25.110002(018.07854.061.0u 25.0孔板2⨯÷⨯∆⨯⨯⨯== 式中ΔP 孔板——孔板压降,Kpa2、H O 2P E 20.9Kpa解吸过程的平衡线与操作线都是直线,传质单元数可用对数平均推动力法计算:eee e m x xeOL w w w w x x x x x x x x x dx 112211221221ln ln N --≈--≈∆-=-=⎰)/()ln()x (-)(11221122e e e e m x x x x x x x x ----=∆)1.07854.0/(055.02水⨯⋅=V LH ——填料高度,0.75m ;V 水——水流量,L/h;L ——水摩尔流率,Kmol/(m 2.h),喷淋密度大于7.3m 3/(m 2.h); K xa ——液相体积传质系数,Kmol/(m 3.h);w 2——富氧水质量浓度,mg/L;w 1——贫氧水质量浓度,mg/L ; w 2e ,w 1e ——富氧水、贫氧水平衡含氧量,查表或实验测定,mg/L;根据以上各式,测量出水温度t ,水流量V 水,氧浓度w 1、w 2,即可算出填料塔传质系数K xa图4-2 气液流向和组成三、 实验流程1、吸塔四、1、2、3、固定水流量,从小到大改变气量,每个点稳定后,记录数据4、塔开始液泛时,记录最后一组数据,粗略确定泛点,完成湿料实验5、调节气量到当前值得一半,稳定2min,塔釜取样测量w e=11.13mg/L6、检查氧气罐压力约为0.05Mpa,打开防水倒灌阀和流量调节阀同氧气7、载点附近完成解吸操作,每个点稳定3min,顶、釜同时取样(两次)测量氧浓度8、实验结束后,关闭防水倒灌阀门,总阀门,溶氧仪等举例计算:以第四组数据为例:孔板压降ΔP=2.42kPa,全塔压降ΔP=0.85kPa, 空气流量V=32.0 m 3/h ,填料高度h=0.75m 塔径d=0.1m5.02举例计算同表1表3、解吸实验数据记录表1e 传质单元高度m N h H OL OL197.0805.375.0===水摩尔流量97.10591.07854.0150055.0)1.07854.0/(055.022水=⨯⨯=⨯⋅=V L Kmol/(m 2.h)体积传质单元数5.5377197.097.1059===OL xa H L K kmol.m -3.h -1 六、 作图分析湿塔填料数据 干经origin 曲线1:曲线3:曲线4:实验图表分析1、干塔填料实验,在上图中ΔP=u5.1(与实际的ΔP=u1.8~2.0相差较大)原因在于实验过程中读取全塔压降的读数偏大,导致实验结果偏大。
氧吸收/解吸系数测定实验报告一、实验目的1、了解传质系数的测定方法;2、测定氧解吸塔内空塔气速与液体流量对传质系数的影响;3、掌握气液吸收过程液膜传质系数的实验测定方法;4、关联圆盘塔液膜传质系数与液流速率之间的关系; 4、掌握VOC 吸收过程传质系数的测定方法。
二、实验原理1) 吸收速率吸收是气、液相际传质过程,所以吸收速率可用气相内、液相内或两相间传质速率表示。
在连续吸收操作中,这三种传质速率表达式计算结果相同。
对于低浓度气体混合物单组分物理吸收过程,计算公式如下。
气相内传质的吸收速率:)(i y A y y F k N -=液相内传质的吸收速率:)(x x F k N i x A -=气、液相相际传质的吸收速率:)()(**x x F K y y F K N x y A -=-=式中:y ,y i ——气相主体和气相界面处的溶质摩尔分数;x ,x i ——液相主体和液相界面处的溶质摩尔分数; x *,y *——与x 和y 呈平衡的液相和气相摩尔分数;k x ,K x ——以液相摩尔分数差为推动力的液相分传质系数和总传质系数; k y ,K y ——以气相摩尔分数差为推动力的气相分传质系数和总传质系数; F ——传质面积,m 2。
对于难溶气体的吸收过程,称为液膜控制,常用液相摩尔分数差和液相传质系数表达吸收速率式。
对于易溶气体的吸收过程,称为气膜控制,常用气相摩尔分数差和气相传质系数表达吸收速率式。
本实验为一解吸过程,将空气和富氧水接触,因富氧水中氧浓度高于同空气处于平衡的水中氧浓度,富氧水中的氧向空气中扩散。
解吸是吸收的逆过程,传质方向与吸收相反,其原理和计算方法与吸收类似。
但是传质速率方程中的气相推动力要从吸收时的(y -y *)改为解吸时的(y *-y ),液相推动力要从吸收时的(x *-x )改为解吸时的(x -x *)。
2) 吸收系数和传质单元高度吸收系数和传质单元高度是反映吸收过程传质动力学特性的参数,是吸收塔设计计算的必需数据。
吸收(解吸)实验报告化⼯基础实验报告实验名称吸收(解吸)系数的测定班级化21 姓名张腾学号2012011864 成绩实验时间2014.5 同组成员张煜林努尔艾⼒·麦麦提⼀、实验⽬的1、了解吸收(解析)操作的基本流程和操作⽅法;2、测定氧解吸液相总体积传质系数K x a和液体流量的关系;3、测定筛板塔的板效率与液体流量和⽓体流量的关系。
⼆、实验原理吸收是⼯业上常⽤的操作。
在吸收过程中,⽓体混合物和吸收剂分别从塔底和塔顶进⼊塔内,⽓液两相在塔内实现逆流接触,使⽓体混合物中的溶质较完全地溶解在吸收剂中,于是塔顶获得较纯的惰性组分,从塔底得到溶质和吸收剂组成的溶液(通称富液)。
当溶质有回收价值或吸收剂价格较⾼时,把富液送⼊再⽣装置进⾏解吸,得到溶质或再⽣的吸收剂(通称贫液),吸收剂返回吸收塔循环使⽤。
吸收是⽓液相际传质过程,所以吸收速率可⽤⽓相内,液相内或者两相间的传质速率来表⽰。
在连续吸收操作中,这三种传质速率表达式计算结果相同。
对于低浓度吸收过程。
计算公式如下。
⽓相内传质的吸收速率:N A=k y(y?y i)F液相内传质的吸收速率:N A=k x(x i?x)F⽓、液两相相际传质的吸收速率:N A=K y F(y?y?)=K x F(x??x)式中:y,y i—分别表是⽓相主体和⽓相界⾯处的溶质摩尔分率;x,x i—分别表⽰液相主体和液相界⾯处的溶质摩尔分率;x?,y?—分别为与y和x呈平衡的液相和⽓相摩尔分率;k x,K x—分别为以液相摩尔分率差为推动⼒的液相传质分系数和传质总系数;k y,K y—分别为以⽓相摩尔分率差为推动⼒的⽓相传质分系数和传质总系数;F—传质⾯积,m2。
对于难溶溶质的吸收,常⽤液相摩尔分率差和液相传质系数表达的吸收速率式。
对于易溶⽓体的吸收,常⽤⽓相摩尔分率差和⽓相传质系数表达的吸收速率式。
本实验为⼀解析过程,是⽤空⽓与富氧⽔接触,因富氧⽔中氧的浓度⾼于同空⽓处于平衡的⽔中氧的浓度。
北京化工大学化工原理实验报告实验名称:氧解吸实验班级:化工姓名:学号:序号:同组人:设备型号:第套实验日期:2014-4-01一、实验摘要本实验测定不同气速下干塔和湿塔的压降,得到了填料层压降—空塔气速关系曲线,确定塔的处理能力及找到最佳操作点。
然后用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水,送入解析塔再用空气进行解吸,进而可计算出不同气液流量比下液相体积总传质系数K x a ,液相总传质单元高度H OL ,液相总传质单元数N OL 。
关键词:氧气 解吸 液相体积总传质系数 液相总传质单元高度 液相总传质单元数二、实验目的1、测量填料塔的流体力学性能;2、测量填料塔的吸收-解吸传质性能;3、比较不同填料的差异。
三、实验原理1、填料塔流体力学性能为保证填料塔的正常运行,通常需要控制操作气速处于液泛气速的0.5~0.8倍之间。
如图1,在双对数坐标系下,气体自下而上通过干填料层时,塔压降ΔP 与空塔气速u 复合关系式ΔP=u 1.8~2.0。
当有液体喷下,低气速操作时,ΔP ∝u 1.8~2.0,此时的ΔP 比无液体喷淋时要高。
气速增加到d 点,气液两相的流动开始相互影响,ΔP ∝u 0.2以上,此时的操作点成为载液2点。
气速再增加到e 点时,气液两相的交互影响恶性发展,导致塔内大量积液且严重返混,ΔP ∝u 10以上,此时的操作点称为液泛点,对应的气速就是液泛气速。
本实验直接测量填料塔性能参数,确定其液泛气速,还可用公式法、关联图法等确定。
全塔压降直接读仪表,空塔气速u 由孔板流量计测定:s P A V u /m 1.07854.025.110002(018.07854.061.025.02⨯÷⨯∆⨯⨯⨯⨯==)孔板。
2、填料塔传质性能——考察氧解吸过程的液相体积传质系数K x a 。
以氧气为溶质,解吸塔内空气、水的摩尔流率不变,水温恒定。
根据低含量气体吸收解吸全塔传质速率方程可知:⎰-⋅=⨯=21;x x ex OL O x x dx a K L N H H 。
化工基础实验报告实验名称 氧吸收/解吸系数测定班级 分2 姓名 李上 学号 2012011849 成绩 实验时间 12月18日 同组成员 董昊、李寒松 1.实验目的1了解吸收(解吸)操作的基本流程和操作方法。
2测定氧解吸塔内空塔气速和液体流量对传质系数的影响。
2.实验原理吸收是工业上常用的操作,常用于气体混合物的分离。
在吸收操作中,气体混合物和吸收剂分别从塔底和塔顶进入塔内,气、液两相在塔内实现逆流接触,使气体混合物中的溶质较完全地溶解在吸收剂中,于是塔顶获得较纯的惰性组分,从塔底得到溶质和吸收剂组成的溶液(通称富液)。
当溶质有回收价值或吸收价格较高时,把富液送入再生装置进行解吸,得到溶质或再生的吸收剂(通称贫液),吸收剂返回吸收塔循环使用。
(1)吸收速率吸收是气、液相际传质过程,所以吸收速率可用气相内、液相内或两相间的传质速率来表示。
在连续吸收操作中,这三种传质速率表达式计算结果相同。
对于低浓度气体混合物单组分无力吸收过程,计算公式如下。
气相内传质的吸收速率:)y y (F k N i y A -=液相内传质的吸收速率:)x x (F k N i x A -=气、液两相相际传质的吸收速率:)x x (F K )y y (F K N *x *y A -=-=式中:y 、i y ——气相主体和气相界面处的溶质摩尔分数;x 、i x ——液相主体和液相界面处的溶质摩尔分数;*x 、*y ——与y 和x 呈平衡的液相和气相摩尔分数;x k 、x K ——以液相摩尔分数差为推动力的液相分传质系数和总传质系数; y k 、y K ——以气相摩尔分数差为推动力的气相分传质系数和总传质系数;F ——传质面积,2m 。
对于难溶溶质的吸收过程,称为液膜控制,常用液相摩尔分数差和液相传质系数表达的吸收速率式。
对于易溶气体的吸收过程,称为气膜控制,常用气相摩尔分数差和气相传质系数表达的吸收速率式。
本实验为一解吸过程,将空气与富氧水接触,因富氧水中养的浓度高于同空气处于平衡的水中的氧浓度。
氧气的吸收与解吸实验报告一、实验目的探究氧气在水中的溶解与解吸过程,了解氧气在水中的溶解度与温度、压强的关系。
二、实验原理氧气在水中的溶解度与温度、压强和溶液中其他物质浓度有关。
当温度升高或压强降低时,氧气的溶解度会减小;而当温度降低或压强增加时,氧气的溶解度会增大。
此外,当水中其他物质浓度增加时,也会影响氧气的溶解度。
三、实验器材1. 水槽2. 水银汞柱3. 热水器4. 水银汞球四、实验步骤1. 将水槽内注满水,并放入一个水银汞柱。
2. 将热水器接通电源,将其放入水槽内加热。
3. 在热水器加热过程中,用手持式吸管将一只装有少量水银汞球的试管倒置于水槽内。
4. 观察试管内汞球变化情况,并记录下时间和温度。
5. 等热水器加热至一定温度后,关闭电源,等待水温下降。
6. 当水温下降至一定程度时,观察试管内汞球变化情况,并记录下时间和温度。
7. 将实验数据整理并进行分析。
五、实验结果在加热过程中,试管内的汞球逐渐变小;而在停止加热后,试管内的汞球逐渐变大。
随着时间的推移,汞球的大小逐渐趋于稳定。
六、实验分析根据实验结果可以得出结论:氧气在水中的溶解度与温度有关。
当水温升高时,氧气的溶解度减小;而当水温降低时,氧气的溶解度增大。
此外,在压强不变的情况下,溶液中其他物质浓度增加也会导致氧气的溶解度减小。
七、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全。
2. 水槽内应注满水,并保持水平。
3. 实验过程中要注意控制热水器加热时间和温度。
4. 实验结束后要将器材清洗干净。
八、实验总结通过本次实验,我们了解了氧气在水中的溶解与解吸过程,并探究了氧气的溶解度与温度、压强和溶液中其他物质浓度的关系。
同时,我们也学会了如何进行实验并分析数据。
这些知识对我们深入理解化学原理和应用化学具有重要意义。
初中化学氧气吸收教案
一、教学目标:
1. 知识目标:了解氧气的性质及其吸收实验方法。
2. 能力目标:掌握进行氧气吸收实验的步骤和注意事项。
3. 情感目标:培养学生对实验的兴趣和探究精神。
二、教学重点和难点:
重点:氧气吸收的实验步骤及结果分析。
难点:掌握实验的操作技巧和注意事项。
三、教学准备:
1. 教学器材:氧气吸收装置、试管、氢氧化钠溶液、燃烧过的木头。
2. 教学环境:实验室或教室。
3. 教学资源:相关的实验视频或图片。
四、教学内容和步骤:
1. 引入:介绍氧气的性质及其在生活中的重要性。
2. 实验操作:
步骤一:将氢氧化钠溶液倒入试管中;
步骤二:将点燃过的木头放入试管中;
步骤三:观察并记录实验现象;
步骤四:对实验结果进行分析。
五、实验结果分析:
1. 实验现象:木头燃烧完全后,试管中的气体逐渐减少。
2. 分析:木头燃烧时消耗氧气,氧气被吸收后,试管中的气体体积减少。
六、实验总结:
1. 实验结论:氧气可以通过化学反应被吸收。
2. 实验意义:了解氧气的吸收规律,探究氧气在日常生活中的应用价值。
七、作业布置:
1. 思考:为什么燃烧后的木头在氧气中会产生二氧化碳和水蒸气?
2. 执行:针对本实验结果进行一个小结。
八、教学反思:
通过本次实验,学生能够深入了解氧气吸收的原理和方法,激发他们对化学实验的兴趣和探究欲望。
同时,也提高了学生的实验操作能力和数据分析能力。
在今后的教学中,应该多设计这样的实验,促进学生的综合能力的提升。
氧吸收解吸实验报告氧吸收解吸实验报告引言:氧气是地球上最重要的元素之一,对于维持生命活动至关重要。
人类和其他生物通过呼吸将氧气吸入体内,然后将其与食物中的营养物质一起利用,产生能量和二氧化碳。
为了更好地理解氧气在生物体内的吸收和解吸过程,我们进行了一系列实验。
实验一:氧气吸收速率与温度的关系我们首先研究了氧气吸收速率与温度之间的关系。
为此,我们准备了三个试管,分别装有20°C、30°C和40°C的水。
在每个试管中,我们加入了相同量的酵母和蔗糖溶液。
然后,我们立即将一个试管放入恒温箱中,将另一个试管放在常温下,将第三个试管放入冰水中。
结果显示,随着温度的升高,氧气吸收速率明显增加。
在40°C的试管中,氧气吸收速率最高,而在冰水中的试管中,氧气吸收速率最低。
这表明温度对氧气吸收过程有显著影响,高温有利于氧气的吸收。
实验二:氧气解吸速率与压力的关系为了研究氧气解吸速率与压力之间的关系,我们使用了一个封闭的容器,并在其中放入了一定量的氧气和水。
然后,我们逐渐增加容器内的压力,观察氧气解吸的速率。
结果显示,随着压力的增加,氧气解吸速率也随之增加。
当压力达到一定值时,氧气解吸速率开始饱和,不再随压力的增加而增加。
这说明压力对氧气解吸过程有一定的影响,但并非线性关系。
实验三:氧气吸收速率与浓度的关系为了探究氧气吸收速率与浓度的关系,我们分别准备了不同浓度的氧气溶液。
然后,我们将相同量的酵母和蔗糖溶液加入不同浓度的氧气溶液中,并观察氧气吸收的速率。
结果显示,随着氧气浓度的增加,氧气吸收速率也随之增加。
当氧气浓度达到一定值后,氧气吸收速率开始饱和,不再随浓度的增加而增加。
这表明氧气浓度对氧气吸收过程有一定的影响,但并非线性关系。
结论:通过以上实验,我们可以得出以下结论:1. 温度对氧气吸收速率有显著影响,高温有利于氧气的吸收。
2. 压力对氧气解吸速率有一定的影响,但并非线性关系。
北京化工大学实验报告课程名称:化工原理实验实验日期:2011.3.31班级:化工0804 姓名:同组人:装置型号:氧解吸实验一、摘要本实验用吸收柱使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液相体积总传质系数K x a,并进行关联,得到的K x a=AL a V b 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。
关键词: K x a、氧吸收、氧解吸、填料层二、实验目的1、熟悉填料塔的构造与操作;的lg u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-空塔气速的关系在双对数坐标系中,作图可得一斜率为1.8-2的直线。
当有喷淋量时,在低气速下压降正比于气速的1.8-2次幂,但大于相同气速下干填料的压降。
随气速的增加,出现载点,持液量开始增大,压降-气速线向上弯,斜率变陡。
到液泛点后,在几乎不变的气速下,压降急速上升。
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湿表面上进行,需要计算完成一定吸收任务所需要的填料塔高度,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,由于富氧水浓度很低,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A X p mG K aV x =∆ 即/X A p mK a G V x =∆式中,22112211()()ln e e m e e x x x x x x x x x ---∆=--/OL N Zm 2x ——液相进塔时的摩尔分数(塔顶);2e x ——与出塔气相y 1平衡时的液相摩尔分数(塔顶); 1x ——液相出塔的摩尔分数(塔底);1e x ——与进塔气相y 2平衡时的液相摩尔分数(塔底);Z ——填料层高度,m ;Ω——塔截面积,m 2;L ——解吸液流量,kmol/(m 2﹒h);OL H ——以液相为推动力的总传质单元高度,m ; OL N ——以液相为推动力的总传质单元数。
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在液膜中,即x x K k =,由于属液膜控制过程,所以要提高液相体积总传质系数x K a ,应该增大液相的湍动程度即增大喷淋量。
在y-x 图中,解吸过程的操作线在平衡线下方,本实验是一条平行于横坐标的水平线(因氧在水中浓度很小)。
本实验在计算时,气液相浓度的单位用摩尔分数而不是摩尔比,这是因为在y-x 图中,平衡线为直线,操作线也为直线,计算比较简便。
四、实验流程1、基本数据解析塔径Φ=0.1m,吸收塔径Φ=0.032m,填料层高度0.8m (陶瓷拉西环、星型填料和金属波纹丝网填料)和0.83m (金属θ环)。
填料参数如下。
在解析塔入口设有入口富氧水取样阀,用于采集入口水样,出口水样在塔底排液平衡罐上贫氧水取样阀取样。
两水样液相氧浓度由9070型测氧仪测得。
氧气吸收解吸装置流程图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、防水倒灌阀五、实验操作1、流体力学性能测定(1)测定干填料压降①开启风机,不断向塔内通入空气,将塔内的填料吹干。
②改变空气的流量,测定填料塔的压降,测取6-8组数据。
(2)测定湿填料压降①测定前向塔内进行预液泛,使填料表面充分湿润。
②固定水在某一喷淋量下,改变空气流量,测定填料塔的压降,测取6-8组数据。
③实验接近液泛点时,进塔气体的增加量不要过大,否则泛点不容易找到。
密切观察填料表面气液接触状况,并注意填料层压降的变化幅度,务必等各参数稳定后再读取数据(液泛后填料层压降几乎不变的气速下明显上升)。
稍增加气量,再取一两个点即可。
(3)注意空气流量的调节阀要缓慢开启和关闭,以免撞破玻璃管。
2、传质实验①氧气减压后进入缓冲罐,罐内压力保持0.04-0.05MPa,不要过高,并注意减压阀使用方法。
为防止水倒灌进入氧气转子流量计中,开水前要关闭防倒灌法,或先通入氧气后再通水。
②传质实验操作条件的选取:水喷淋密度取10-15m3/( m2·h),空塔气速0.5-0.8m/s,氧气入塔流量为0.01-0.02m3/h,适当调节氧气流量,使吸收后的富氧水浓度控制在不大于19.9mg/l 。
③塔顶和塔底液相氧浓度测定:分别从塔顶和塔底取出富氧水和贫氧水,用测氧仪分析其氧的含量。
④实验完毕,关闭氧气时,务必先关氧气钢罐总阀,然后才能关闭氧减压阀及氧气流量调节阀。
检查总电源、总水阀及各管路阀门,确保安全后方可离开。
六、实验数据处理 1、干填料状况Z=0.8m , 解吸塔塔径d=0.1m ,Ω=205.0⨯π=20.007854mL=124 l/h Z=0.8m , 解吸塔塔径d=0.1m ,Ω=205.0⨯π=20.007854m七、实验结果分析1、干填料时速度与压降的关系图分析:①由上图可知空塔时速度与压降的关系呈线性关系。
②速度越大,压降越大。
2、湿填料时速度与压降的关系图分析:①由上图可知,随着空塔气速的增加,压降也逐渐增加。
②相同的压降下,喷淋量大的操作状况的气速小。
3、求K x a、H OL,根据实验原理中列举的各数据关系式及以下公式取第三组数据计算,填料层体积Vp=3.14×0.052×0.8=6.28×10-3 m3P=101.3 kPa+1/2 P塔压降=101.3+1/2×0.06=101.33 kPaE =(-8.5694×10-5t2+0.07714t+2.56)×106=(-8.5694×10-5×36.82+0.07714×36.8+2.56)× 106=5282701.76 kPa m =E/P =5282701.76 kPa /101.33 kPa=52133.64 x e1 =(11.22*18/32)*10-6=6.31×10-6X e2 =y/m ,y =0.21(y=y 1=y 2) X e2=0.21/52133.64=4.03×10-6 L=Q ×10-3ρt /(M 水) , L=126×10-3×1000/18=7 kmol/hX 1=(C 贫氧×10-3/M 氧气)/[ (C 贫氧×10-3/M 氧气)+ (t ρ/M 水)] =(11.48×10-3/32)/[ (11.48×10-3/32)+ (1000/18)]=6.46×10-6X 2=(C 富氧×10-3/M 氧气)/[ (C 富氧×10-3/M 氧气)+ (t ρ/M 水)] =(20.69×10-3/32)/[ (20.69×10-3/32)+ (1000/18)]=1.16×10-5 由])()(ln[)()x -x (112211e22m e e e x x x x x x ----=∆X 可知:6-6-5--6-6-6-5m 10*89.1])10*4.0310*1.16(ln[)10*6.3110*6.46()10*4.03-10*1.16(=---=∆X2×h)5.3057= m 4②进行湿填料实验时,塔底取样测量氧浓度,作为x e 测量值参与计算;③先观察液泛情况,确定大概气量点。
在其附近调节气量间隔2m 3/h 以内,且稳定时间大于1分钟,发现塔压降迅速上涨后记录当前点即可。
④溶氧仪使用,取样400ml ,开搅拌,放入探头,取最高度数。
⑤实验结束后关闭氧气防水倒灌阀门,关闭水、电、氧气开关,关闭溶氧仪等。
八、思考题1、 阐述干填料压降线和湿料塔压降线的特征答:干料塔压降与气速关系成一条直线,湿料塔,在低气速下压降正比于气速,随气速的增加,出现载点,压降—气速线向上弯,斜率变陡。
到液泛点后,在几乎不变的气速下,压降急剧上升。
4、工业上,吸收在低温、加压,在进行而解吸在高温、常压下进行,为什么?答:一般情况下,气体在液体中的溶解度随温度的升高而降低,随压强的升高而升高。
所以吸收时要在低温、加压的情况下进行比较好,而解吸在高温、低压下进行。
5、为什么易溶气体的吸收和解吸属于气膜控制过程,难溶气体的吸收和解吸属于液膜控制过程?答:对于易溶气体而言,其主要的阻力来自溶质从气相到气液界面扩散的阻力,从气液界面到溶液的过程所受到的阻力相对来说很小,所以在吸收过程显示为气膜控制过程;而对于难溶气体,吸收时受到的主要阻力是在气液界面到液相的过程中产生,而在气相到气液界面的阻力相对来说很小,所以其吸收的过程显示为液膜控制过程。
6、填料塔结构有什么特点?答:填料塔的塔身是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
填料的上方安装填料压板(有些也不用),以防被上升气流吹动。
液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。
气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。
填料塔属于连续接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化。
7、结合自己的实验,谈谈如果富氧水流量达到500L/h,要求常温常压下含氧量35ppm,现有吸收塔应作如何调整(包括气液流量流向、塔高塔径、填料选择等等)?8、用现有解吸塔解吸流量500L/h, 常温常压下含氧量达到35ppm的富氧水,气量应该选多少m3/h合适?解吸后的氧含量能达到多少ppm?参考资料:1、《化工原理实验》杨祖荣主编化学工业出版社;2、《化工原理》(下册)陈敏恒,丛德滋,方图南,齐鸣斋编化学工业出版社。