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[化工] 【复习笔记】23华工《821化工原理》考研知识之精馏实验归...

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发表于 2022-8-5 12:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
吸收实验一、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

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:
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)。


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