化工原理氧解吸實驗報告

化工原理氧解吸實驗報告篇一：氧解吸實驗報告

化工原理實驗實驗題目：

——氧解吸實驗

姓名：沈延順

同組人：覃成鵬

臧婉婷

王俊燁

實驗時間：2022.10。24

一、實驗名稱：氧解吸實驗

二、姓名：沈延順202262092

三、同組人：覃成鵬、藏婉婷、王俊燁

四、實驗目的：

1、熟悉填料塔的構造與操作。

2、觀察填料塔流體力學狀況，測定壓降與氣速的關系曲線。

3、掌握液相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kxa的測定方法并分析影響因素。

4、學習氣液連續(xù)接觸式填料塔，利用傳質(zhì)速率方程處理傳質(zhì)問題的方法。

五、實驗原理：

實驗依次測量空塔，濕塔的流體力學性能，再使用本裝臵，先用吸收柱使水吸收純氧形成富氧水后，送入解吸塔頂再用空氣進展解吸。測定塔頂塔底的溶液溶氧度，溫度，塔內(nèi)壓降，液氣流速等物理性質(zhì)，計算出傳質(zhì)系數(shù)并與其它實驗小組不同填料進展比擬。

1、填料塔流體力學特性

氣體通過干填料層時，流體流動引起的壓降和湍流流動引起的壓降規(guī)律相一致。填料層壓降—空塔氣速關系示意圖如下，在雙對數(shù)坐標系中，此壓降對氣速作圖可得一斜率為1.8~2的直線〔圖中aa’〕。當有噴淋量時，在低氣速下〔c點以前〕壓降正比于氣速的1.8~2次冪，但大于一樣氣速下干填料的壓降〔圖中bc段〕。隨氣速的增加，出現(xiàn)載點〔圖中c點〕，持液量開始增大，壓降—氣速線向上彎，斜率變陡〔圖中cd段〕。到液泛點〔圖中d點〕后，在幾乎不變的氣速下，壓降急劇上升。

其中

u=G/G在填料塔中，兩相傳質(zhì)主要在

填料有效濕外表上進展，需要計算完成一定吸收任務所需的填料高度，其計算方法有傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)單元法和等板高度法。

本實驗是對富氧水進展解吸，如圖下所示。由于富氧水濃度很低，可以認為氣液兩相平衡關系服從亨利定律，及平衡線位臵線，操作線也是直線，因此可以用對數(shù)平均濃度差計算填料層傳質(zhì)平均推動力。整理得到相應的傳質(zhì)速率方程為

Vp△xm〕GA=KxaVp△xm即Kxa=GA/〔

其中

GA=L〔x2-x1〕Vp=Zxe1=ye1/mxe2=ye2/m

m=E/p

p=Pa+0.5△p

E=(-8.5694×10-5t2+0.07714t+2.56)×106

式中：

GA——單位時間內(nèi)氧的解吸量，kmol/(m2Kxa——液相體積總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/(m3Vp——填料層體積，m3

△xm——液相對數(shù)平均濃度差

x2——液相進塔時的摩爾分數(shù)〔塔頂〕

xe2——與出塔氣相y1平衡的摩爾分數(shù)〔塔頂〕

x1——液相出塔的摩爾分數(shù)〔塔底〕

xe1——與進塔氣相y1平衡的摩爾分數(shù)〔塔底〕

Z——填料層高度，m

L——解吸液流量，kmol/(m2m——摩爾亨利系數(shù)，1

p——塔內(nèi)平均壓力，kpa

E——每氣體分壓的亨利系數(shù)，kpa

t——塔內(nèi)平均溫度，℃

由于氧氣為難容氣體，在水中的溶解度很小，因此傳質(zhì)阻力幾乎全部集中在液膜中，即Kx=kx，由于屬液膜控制過程，所以要進步液相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kxa，應增大液相的湍動程度即增大噴淋量。

六、實驗流程圖：

以下列圖是氧氣吸收解吸裝臵流程圖。氧氣由氧氣鋼瓶供應，經(jīng)減壓閥2進入氧氣緩沖罐4，穩(wěn)壓在0.03～0.04[Mpa],為確保平安，緩沖罐上裝有平安閥6，由閥7調(diào)節(jié)氧氣流量，并經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計8計量，進入吸收塔9中，與水并流

吸收。含富氧水經(jīng)管道在解吸塔的頂部噴淋?？諝庥娠L機13供應，經(jīng)緩沖罐14，由閥16調(diào)節(jié)流量經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計17計量，通入解吸塔底部解吸富氧水，解吸后的尾氣從塔頂排出，貧氧水從塔底經(jīng)平衡罐19排出。

自來水經(jīng)調(diào)節(jié)閥10，由轉(zhuǎn)子流量計17計量后進入吸收柱。

由于氣體流量與氣體狀態(tài)有關，所以每個氣體流量計前均有表壓計和溫度計?？諝饬髁坑嬊把b有計前表壓計23。為了測量填料層壓降，解吸塔裝有壓差計22。

在解吸塔入口設有入口采出閥12，用于采集入口水樣，出口水樣在塔底排液平衡罐上采出閥20取樣。

兩水樣液相氧濃度由測氧儀測得。

氧氣吸收與解吸實驗流程圖

1、氧氣鋼瓶9、吸收塔17、空氣轉(zhuǎn)子流量計

2、氧減壓閥10、水流量調(diào)節(jié)閥18、解吸塔

3、氧壓力表11、水轉(zhuǎn)子流量計19、液位平衡罐

篇二：氧解吸_化工原理實驗報告

化工原理實驗報告

實驗名稱：氧解吸實驗

班級：生工xxxx

姓名：學號：同組人：xxx

日期：xxxxx

氧解吸實驗

一、摘要及關鍵詞

摘要：本實驗在常溫、常壓下通過測定干填料塔及濕填料塔中填料層壓降隨空氣流量的變

化來繪制壓降-氣速的曲線，觀察填料塔流體力學特性，并熟悉填料塔的構造與操作，進而

分析填料塔的處理才能及流體力學性能。同時，通過對富氧水進展解吸，在氣量一定時測定

三種不同液量下塔頂與塔底中水的溶氧量，運用傳質(zhì)速率方程、填料層高度根本計算式等求

出液相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kxa，并求得液相總傳質(zhì)單元高度HOL和總傳質(zhì)單元數(shù)NOL，以此來

分析傳質(zhì)系數(shù)的影響因素。

關鍵詞：填料塔，壓降，氣速，氧解吸，傳質(zhì)性能，Kxa，HOL，NOL。

二、目的及任務

1.熟悉填料塔的構造與操作；

2.觀察填料塔的流體力學狀況，測定壓降與氣速的關系曲線；

3.掌握液相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kxa的測定方法并分析影響因素；

4.學習氣液連續(xù)接觸式填料塔，利用傳質(zhì)速率方程處理傳質(zhì)問題的方法。

三、根本理論與原理

本裝置先用吸收柱使水吸收純氧形成富氧水后〔并流操作〕，送入解析塔頂再用空氣進

行解吸，實驗需測定不同液量下解吸液相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kxa，并進展關聯(lián)，得到Kxa=ALaVb

的關聯(lián)式，同時對四種不同填料的傳質(zhì)效果及流體力學性能進展比擬。

1.填料塔流體力學特性

氣體通過枯燥的填料層時，流體流動引起的壓降和湍流流動引起的壓降規(guī)律一致。填料

層壓降-空塔氣速關系示意圖如圖1所示，在雙對數(shù)坐標系中，此壓降對氣速作圖可得一條

斜率為1.8-2的直線〔圖中aa’線〕。當有噴淋量時，在低氣速下〔c點以前〕壓降正比于氣

速的1.8-2次冪，但大于一樣氣速下干填料的壓降〔圖中bc段〕。隨著氣速的增加，出現(xiàn)載

點〔圖中c點〕，持液量開始增大，壓降-氣速線向上彎，斜率變陡〔圖中cd段〕。到液泛點

〔圖中d點〕后，在幾乎不變的氣速下，壓降急劇上升。

2.傳質(zhì)實驗

填料塔與板式塔氣液兩相接觸情況不同。在填料塔中，兩相傳質(zhì)主要在填料有效濕外表

上進展，需要計算完成一定吸收任務所需的填料高度，其計算方法有傳質(zhì)系數(shù)法、傳質(zhì)單元

法和等板高度法。

本實驗是對富氧水進展解吸，如圖2所示。由于富氧水濃度很低，可認為氣液兩相的平

衡關系服從亨利定律，即平衡線為直線，操作線也為直線，因此可以用對數(shù)平均濃度差計算

填料層傳質(zhì)平均推動力。整理得到相應的傳質(zhì)速率方程為

GA即

式中，GAx2Ldxx2相關填料層高度的根本計算式為ZHOLL2式中，GA------------單位時間內(nèi)氧的解吸量，kmol/(mKxa------------液相體積總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/(mVp------------填料層體積，m；

x2------------液相進塔時的摩爾分數(shù)〔塔頂〕；

xe2------------與出塔氣相y1平衡的液相摩爾分數(shù)〔塔頂〕；

x1------------液相出塔的摩爾分數(shù)〔塔底〕；

xe1------------與進塔氣相y2平衡的液相摩爾分數(shù)〔塔底〕；

Z------------填料層高度，m；

L------------解吸液流量，kmol/(mHOL-----------以液相為推動力的總傳質(zhì)單元高度，m；

NOL------------以液相為推動力的總傳質(zhì)單元數(shù)。

2233

由于氧氣為難溶氣體，在水中的溶解度較小，因此傳質(zhì)阻力幾乎全部集中在液膜中，即

Kx=kx，由于屬液膜控制過程，所以要進步液相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kxa，應增大液相的湍動程

度即增大噴淋量。

在y-x圖中，解吸過程的操作線在平衡線的下方，本實驗中是一條平衡與橫坐標的程度

線〔因氧在水中濃度很小〕。

本試驗在計算時，氣液相濃度的單位用摩爾分數(shù)而不用摩爾比，這是因為在y-x圖中，

平衡線為直線，操作線也為直線，計算比擬簡單。

四、實驗流程及儀表

1.根本數(shù)據(jù)

1)吸收塔：塔徑32mm，填料高0.5m，類型是Φ6不銹鋼θ環(huán)；

2)解吸塔：塔徑0.1m，填料高0.75m，類型是Φ10陶瓷拉西環(huán)、Φ10不銹鋼θ環(huán)、Φ10

塑料星型環(huán)、Φ100不銹鋼波紋絲網(wǎng)規(guī)整填料4種?！矊嶒炛胁捎玫氖铅?0不銹鋼θ環(huán)〕。

填料參數(shù)如下：金屬θ環(huán)ε=0.97m3/m3。

3)溶氧儀：0~50ppm氧濃度。

2.流程

1—氧氣鋼瓶；2—氧減壓閥；3—氧壓力表；4—氧緩沖罐；5—氧壓力表；6—平安閥；7—氧流量調(diào)節(jié)

閥；8—氧轉(zhuǎn)子流量計；9—吸收塔；10—水流量調(diào)節(jié)閥；11—水轉(zhuǎn)子流量計；12—富氧水取樣閥；13

—風機；14—空氣緩沖罐；15—溫度計；16—空氣流量調(diào)節(jié)閥；17—空氣轉(zhuǎn)子流量計；18—解吸塔；

19—液位平衡罐；20—貧氧水取樣閥；21—溫度計；22—壓差計；23—流量計前表壓計；24—防水倒

灌閥

氧氣吸收與解吸實驗流程圖如上所示。氧氣由氧氣鋼瓶供應，經(jīng)氧減壓閥進入氧氣緩沖罐，穩(wěn)壓在0.04~0.05MPa，為確保平安，緩沖罐上裝有平安閥，當緩沖罐內(nèi)壓力到達0.08MPa時，平安閥自動開啟。氧氣流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氧氣流量，并經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計計量，進入吸收塔中。自來水經(jīng)過水轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)流量，由轉(zhuǎn)子流量計計量后進入吸收塔。在吸收塔內(nèi)氧氣與水并流接觸，形成富氧水，富氧水經(jīng)管道在解吸塔的頂部噴淋?？諝庥娠L機供應，經(jīng)緩沖罐，由空氣流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量經(jīng)空氣轉(zhuǎn)子流量計計量，通入解吸塔底部，在塔內(nèi)與塔頂噴淋的富氧水進展接觸，解吸富氧水，解吸后的尾氣由塔頂排出，貧氧水從塔底經(jīng)平衡罐排出。

由于氣體流量與氣體狀態(tài)有關，所以每個氣體流量計前均裝有壓差計和溫度計?？諝饬髁坑嬊把b有計前壓差計。為了測量填料層壓降，解吸塔裝有壓差計。

在解吸塔入口設有入口富氧水取樣閥，用于采集入口水樣，出口水樣在塔底排液平衡罐上貧氧水取樣閥取樣。兩水樣液相氧濃度由9070型測氧儀測得。

五、操作要點

1、填料塔流體力學測定

〔1〕測定干塔填料壓降

①翻開風機，調(diào)至最大流量，務必先將塔內(nèi)填料吹干。

②通過調(diào)節(jié)空氣流量調(diào)節(jié)閥改變空氣流量，測定填料塔壓降，測取6~8組數(shù)據(jù)。

〔2〕測定濕塔填料壓降

①測定前先進展預液泛，使填料外表充分潤濕。

②固定水流量100L/h不變，改變空氣流量，測定填料塔壓降，測取10~12組數(shù)據(jù)。

③實驗接近液泛時，進塔氣體的增加量不要過大，否那么泛點不容易找到。親密觀察填料外表氣液接觸狀況，并注意填料層壓降變化幅度，務必等各參數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)據(jù)。液泛后填料層壓降在幾乎不變的氣速下明顯上升，稍增加氣量再取一兩個點即可。注意不要使氣速過分超過泛點，防止沖破和沖跑填料。

〔3〕注意空氣流量的調(diào)節(jié)閥要緩慢開啟和關閉，以免撞破玻璃管。

2、傳質(zhì)實驗

①翻開氧氣閥門，氧氣減壓后進入緩沖罐，罐內(nèi)壓力保持在0.04~0.05MPa，為防止水倒灌進入氧氣轉(zhuǎn)子流量計中，開水前要關閉防倒灌閥，或先通入氧氣后通水。

②將氧氣流量調(diào)為0.5L/min，空氣流量控制在20m3/h，用溶氧儀測得水流量分別為70L/h、100L/h、130L/h時解析塔的貧氧水和富氧水的溶氧量，并記下所對應的填料塔壓降。

③實驗完畢，關閉氧氣，務必先關氧氣鋼瓶總閥，然后才能關閉氧減壓閥及氧氣流量調(diào)節(jié)閥。檢查總電源、總水閥及各管路閥門，確實平安前方可分開。

六、數(shù)據(jù)整理與計算例如

1、流體力學性能測定

〔1〕測定干填料塔壓降：填料層高度Z=0.75mp1=1.013×105PaT1=20℃

塔徑Φ=0.1m

篇三：化工原理氧解吸實驗報告

課程名稱：化工原理實驗實驗日期：2022年5月5日

班級：環(huán)工1103姓名：劉超2022022396同組人：馬一方尤欣然于趙弟

一．實驗名稱：氧解析實驗

二．報告摘要：本實驗首先利用氣體分別通過干填料層、濕填料層，測流體流動引起的填料層壓降與空塔氣速的關系，利用雙對數(shù)坐標畫出關系。其次做傳質(zhì)實驗求取傳質(zhì)系數(shù)和傳質(zhì)單元高度。

三、實驗目的及任務：

1.熟悉填料塔的構造與操作。

2.觀察填料塔流體力學狀況，測定壓降與氣速的關系曲線。3.掌握液相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kxa的測定方法并分析影響因素。四、根本原理：

本裝置先用吸收柱使水吸收純氧形成富氧水后，送入解吸塔頂再用空氣進展解吸，實驗需要測定不同液量和氣量下的解吸液相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kxa，并進展關聯(lián)，得到Kxa=ALaVb關聯(lián)式，同時對四種不同填料的傳質(zhì)效果及流體力學性能進展比擬。本組實驗使用的填料是星型填料。

1、填料塔流體力學特性

氣體通過干填料層時，流體流動引起的壓降和湍流流動引起的壓降規(guī)律相一致。填料層壓降—空塔氣速關系示意圖如下，在雙對數(shù)坐標系中，此壓降對氣速作圖可得一斜率為1.8~2的直線〔圖中aa’〕。當有噴淋量時，在低氣速下〔c點以前〕壓降正比于氣速的1.8~2次冪，但大于一樣氣速下干填料的壓降〔圖中bc段〕。隨氣速的增加，出現(xiàn)載點〔圖中c點〕，持液量開始增大，壓降—氣速線向上彎，斜率變陡〔圖中cd段〕。到液泛點〔圖中d點〕后，在幾乎不變的氣速下，壓降急劇上升。

lg△p

lgu

2、傳質(zhì)實驗

在填料塔中，兩相傳質(zhì)主要在填料有效濕外表上進展，需要計算完成一定吸收任務所需的填料高度，其計算方法有傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)單元法和等板高度法。

本實驗是對富氧水進展解吸，如圖下所示。由于富氧水濃度很低，可以認為氣液兩相平衡關系服從亨利定律，及平衡線位置線，操作線也是直線，因此可以用對數(shù)平均濃度差計算填料層傳質(zhì)平均推動力。

整理得到相應的傳質(zhì)速率方程為

Vp△xm〕GA=KxaVp△xm即Kxa=GA/〔

y1

其中m

2e2]

(x1GA=L〔x2-x1〕Vp=Zx1Ldx

即HOLx1

x2

x，HOL=KXa式中GA——單位時間內(nèi)氧的解吸量，kmol/(m2△xm——液相對數(shù)平均濃度差x2——液相進塔時的摩爾分數(shù)〔塔頂〕xe2——與出塔氣相y1平衡的摩爾分數(shù)〔塔頂〕x1——液相出塔的摩爾分數(shù)〔塔底〕

xe1——與進塔氣相y1平衡的摩爾分數(shù)〔塔底〕Z——填料層高度，mL——解吸液流量，kmol/h

HOL——以液相為推動力的總傳質(zhì)單元高度，mNOL——以液相為推動力的總傳質(zhì)單元數(shù)

由于氧氣為難容氣體，在水中的溶解度很小，因此傳質(zhì)阻力幾乎全部集中在液膜中，即Kx=kx，由于屬液膜控制過程，所以要進步液相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kxa，應增大液相的湍動程度即增大噴淋量。

五、裝置和流程圖：實驗儀器：

吸收塔及解吸塔設備、9070型測氧儀

根本數(shù)據(jù)

本實驗使用的是星形填料(塑料)，解析塔徑Φ=0.1m，填料高度0.8m，水量150L/h，氣量20m3/h

實驗流程圖：

氧氣吸收與解吸實驗流程圖

1、氧氣鋼瓶2、氧減壓閥3、氧壓力表4、氧緩沖罐5、氧壓力表6、平安閥

7、氧氣流量調(diào)節(jié)閥8、氧轉(zhuǎn)子流量計9、吸收塔10、水流量調(diào)節(jié)閥11、水轉(zhuǎn)子流量計12、富氧水取樣閥13、風機14、空氣緩沖罐15、溫度計16、空氣流量調(diào)節(jié)閥17、空氣轉(zhuǎn)子流量計18、解吸塔19、液位平衡罐20、貧氧水取樣閥21、溫度計22、壓差計23、流量計前表壓計24、防水倒灌閥六．實驗步驟：1流體力學性能測定〔1〕測定干填料壓降

1翻開風機將填料塔內(nèi)的填料吹干

2待填料塔內(nèi)填料吹干以后，改變空氣流量〔從最大流量開始測起〕，測定填料塔壓

降，空氣溫度，空氣壓力，記錄10組數(shù)據(jù)?！?〕測定濕填料壓降

1測定前進展預液泛，使填料外表充分潤濕。

2固定水在某一固定噴淋量下，改變空氣流量，測定填料塔壓降，測取10組以上數(shù)據(jù)，保證在濕填料曲線的三段中均有點存在。

3實驗接近液泛時，進塔氣體的增加量不要過大。小心增加氣體流量，使液泛現(xiàn)象平穩(wěn)變化。調(diào)好流量后，等各參數(shù)穩(wěn)定后再取數(shù)據(jù)。著重注意液泛后填料層壓降在幾乎不變的氣速下明顯上升的這一特點。注意氣量不要過大，以免沖破和沖泡填料。

〔3〕注意空氣流量的調(diào)節(jié)閥要緩慢開啟和關閉，以免撞破玻璃管。2、傳質(zhì)實驗

a、將氧氣閥翻開，氧氣減壓后進入緩沖罐，罐內(nèi)壓力保持0.04~0.05MPa，不要過高，并注意減壓閥使用方法。為防止水倒灌進入氧氣轉(zhuǎn)子流量計中，開水前要關閉防倒灌，或先通入氧氣后通水。

b、傳質(zhì)實驗操作條件選取：水噴淋量取150L/h，空塔氣量20m3/h,氧氣入塔流量為0.40-0.50`m3/h，適當調(diào)節(jié)氧氣流量，使吸收后的富氧水濃度控制在18mg/以上。

c、塔頂和塔底液相氧濃度測定：分別從塔頂與塔底取出富氧水和貧氧水，注意在每次更換流量的第一次所取樣品要倒掉，第二次以后所取的樣品方能進展氧含量的測定，并且富氧水與貧氧水同時進展取樣。

d、用測氧儀分析其氧的含量。測量時，對于富氧水，取分析儀數(shù)據(jù)由增大到減小時的轉(zhuǎn)折點為數(shù)據(jù)值；對于貧氧水，取分析儀數(shù)據(jù)由變小到增大時的轉(zhuǎn)折點為數(shù)據(jù)值。同時記錄對應的水溫。

e、實驗完畢，關閉氧氣減壓閥，再關閉氧氣流量調(diào)節(jié)閥，關閉其他閥門。檢查無誤以后分開。

七、實驗數(shù)據(jù)及處理：

P1=101.3KpaT1=20℃填料層高度Z=0.8m解析塔徑d=0.1m

1、測定干填料壓降

測量空氣流實際空氣流

溫度空氣表壓全塔壓降單位高度壓降序

量量

號

V1(m3/h〕T2/℃P/KpaΔP/KpaV2(m3/h)ΔP/Z(Kpa/m)14028.07.441.303946.841.0536.32131333428.95.300.8533.64106343129