化工原理实验报告(氧解析)

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氧解析-化工原理-吸收-实验报告

氧解析-化工原理-吸收-实验报告

氧解析-化工原理-吸收-实验报告一、实验目的1. 学习氧解析法的基本原理和实验操作。

2. 了解化学吸收法的原理及其在氧解析中的应用。

3. 掌握氧解析实验中的基本操作技能。

二、实验原理1.氧解析原理氧解析的原理是利用红色五价铁离子与氧气发生氧化反应的原理,通过测定铁离子还原的电位差来确定氧气的含量。

具体反应式如下:Fe2+ + 1/4O2 + 2H+ → Fe3+ + 1/2H2O由于1mol电子交换可产生1.23V电势,通过测定铁离子还原电位和标准电极电位的差值,即可得到氧气的含量。

2.化学吸收原理化学吸收法是通过某种吸收剂与被测气体的化学反应来去除被测气体中的某种成分的方法。

吸收剂可选择性地吸收被测气体中的某种成分,然后通过吸收前后吸收剂的质量差来确定该成分的含量。

在氧解析中,选择NaOH作为吸收剂,用于吸收氧气。

三、实验步骤1. 洗涤仪器:将氧解析仪、吸收瓶、饱和盐水瓶和试管用酒精清洗干净。

2. 理顺连接线:将氧解析仪与吸收瓶通过橡胶软管连接,吸收瓶与饱和盐水瓶通过橡胶软管连接,饱和盐水瓶与试管通过橡胶软管连接。

3. 加入吸收剂:将20mL的0.1mol/L NaOH溶液倒入吸收瓶中。

4. 预处理:将氧解析仪的样品室和参比室用稀硝酸洗涤干净,然后用蒸馏水冲洗干净。

5. 校准:用样品室中的氧气校准氧解析仪,通过调节样品室中的Hg电极电势,使得氧解析仪显示的氧气浓度与标准气体浓度一致。

6. 吸氧:将被测气体(氮气与氧气混合气体)通过饱和盐水瓶并以一定流速进入吸收瓶,其中氧气被NaOH吸收,剩余的氮气流经氧解析仪,接着通过排气口排出实验室。

7. 计算:通过测定吸收剂的重量差和转化率计算氧气的含量。

四、实验结果与分析实验中测得的吸收剂重量差为0.23g,转化率为95%,因此氧气的含量为100%-95%=5%。

五、实验结论本实验通过氧解析法和化学吸收法,成功测定了氧气的含量。

实验结果表明本实验的测量结果较为准确,具有较高的稳定性和重复性,可有效满足实际应用需求。

氧解析实验报告

氧解析实验报告

一、摘要本实验旨在通过氧解析的方法,验证氧气的存在,并探究其化学性质。

通过实验,我们观察了氧气在不同条件下的反应,从而加深对氧气的理解。

二、实验目的1. 验证氧气的存在。

2. 探究氧气的化学性质。

3. 了解氧气的制备方法。

三、实验原理氧气是一种无色、无味、无臭的气体,化学性质活泼。

在实验中,我们可以通过观察氧气与其他物质的反应来验证其存在和探究其性质。

四、实验材料1. 实验装置:集气瓶、玻璃管、橡胶塞、酒精灯、火柴、镊子等。

2. 实验试剂:氯酸钾、二氧化锰、过氧化氢溶液、紫色石蕊试液等。

五、实验步骤1. 制备氧气a. 将氯酸钾和二氧化锰按一定比例混合,放入集气瓶中。

b. 用酒精灯加热,使氯酸钾分解产生氧气。

c. 收集氧气。

2. 验证氧气存在a. 将一根带有火星的木条伸入集气瓶中。

b. 观察木条是否复燃。

3. 探究氧气的化学性质a. 将过氧化氢溶液加入另一个集气瓶中。

b. 加入二氧化锰作为催化剂。

c. 观察氧气产生,并将带有火星的木条伸入集气瓶中。

d. 观察木条是否复燃。

4. 氧气与紫色石蕊试液的反应a. 将紫色石蕊试液加入另一个集气瓶中。

b. 将氧气通入石蕊试液中。

c. 观察石蕊试液的颜色变化。

六、实验结果与分析1. 制备氧气:通过加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,观察到集气瓶中有氧气产生,木条复燃,证明氧气的存在。

2. 验证氧气存在:将带火星的木条伸入集气瓶中,观察到木条复燃,进一步证明氧气的存在。

3. 探究氧气的化学性质:在过氧化氢溶液中加入二氧化锰,观察到氧气产生,木条复燃,说明氧气具有氧化性。

4. 氧气与紫色石蕊试液的反应:将氧气通入紫色石蕊试液中,观察到石蕊试液颜色由紫色变为蓝色,说明氧气具有氧化性。

七、实验结论1. 通过氧解析实验,我们验证了氧气的存在。

2. 氧气具有氧化性,可以与其他物质发生化学反应。

3. 氧气在实验中的制备方法简单易行。

八、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全,防止火灾和爆炸。

化工原理氧解吸实验

化工原理氧解吸实验

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。

氧解析实验实验报告

氧解析实验实验报告

一、实验目的1. 通过氧解析实验,了解氧气的性质和制备方法。

2. 掌握氧气的收集和检验方法。

3. 提高实验操作技能和观察分析能力。

二、实验原理氧气是一种无色、无味、无臭的气体,是空气中含量最多的气体之一。

实验室中,常用高锰酸钾或过氧化氢分解等方法制备氧气。

本实验采用过氧化氢分解法制备氧气,并利用排水法收集氧气。

三、实验仪器与试剂1. 仪器:锥形瓶、玻璃棒、集气瓶、水槽、酒精灯、火柴、铁夹、铁架台、胶塞、导管等。

2. 试剂:过氧化氢溶液、硫酸铜溶液、水。

四、实验步骤1. 将锥形瓶洗净、干燥,并加入适量的过氧化氢溶液。

2. 用玻璃棒搅拌均匀,观察锥形瓶内是否有气泡产生。

3. 将锥形瓶固定在铁架台上,用胶塞将锥形瓶和导管连接好。

4. 将导管插入集气瓶中,确保集气瓶底部有少量水。

5. 点燃酒精灯,将锥形瓶加热至约40℃,观察锥形瓶内气泡产生情况。

6. 收集氧气:当气泡连续均匀地产生时,将导管插入集气瓶中,收集氧气。

7. 检验氧气:用火柴点燃一根小木条,将燃烧的木条插入集气瓶中,观察木条燃烧情况。

五、实验现象与结论1. 实验现象:锥形瓶内产生气泡,气泡连续均匀地产生;集气瓶中的水被气泡顶出,木条在集气瓶中燃烧更旺。

2. 实验结论:(1)过氧化氢在加热条件下分解产生氧气,反应方程式为:2H2O2 → 2H2O +O2↑。

(2)氧气具有助燃性,能使木条燃烧更旺。

六、注意事项1. 实验过程中,注意安全,防止过氧化氢溶液溅入眼睛或皮肤。

2. 加热锥形瓶时,注意控制温度,防止过热。

3. 收集氧气时,注意调整导管位置,确保集气瓶底部有少量水。

4. 实验结束后,将实验器材洗净、晾干,放回原处。

七、实验拓展1. 探究不同浓度的过氧化氢溶液分解产生氧气的速率。

2. 研究催化剂对过氧化氢分解产生氧气的影响。

3. 通过实验,了解氧气的工业制备方法。

八、实验总结通过本次氧解析实验,我们掌握了氧气的制备方法、收集和检验方法。

实验过程中,培养了我们的实验操作技能和观察分析能力。

氧解吸实验报告 北京化工大学

氧解吸实验报告 北京化工大学

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 。

化工原理实验 实验八 氧解吸实验

化工原理实验		实验八 氧解吸实验

实验八 氧解吸实验一、 实验目的1. 掌握总传质系数K x a 的测定方法并分析其影响因素;2. 学习汽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;3. 研究流体的流动对传质阻力的影响、吸收剂用量对传质系数的影响和传质阻力较小侧流体的流量变化对吸收过程的影响,学会吸收过程的调节; 4. 学会氧气钢瓶加压阀的操作,测氧仪的标定及使用。

二、实验原理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:m p x A x V a K G ∆••= m p A x x V G a K ∆•=相关的填料层高度的基本计算式为:OL OL x x e x N H xx dxa K L Z •=-Ω•=⎰12 即 OL OL N Z H /=其中 m x x e OL x x x x x dx N ∆-=-=⎰2112, Ω•=a K L H x OL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K x =k x , 由于属液膜控制过程,所以要提高总传质系数K x a ,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)。

三、实验装置与流程氧气经过减压后进入缓冲罐的压力控制在0.05Mpa左右,经流量计、水缓冲罐,在吸收柱内与水并流且溶入其中,然后在解吸塔内完成解吸操作。

四、实验步骤(1)氧气减压后进入缓冲罐,罐内压力保持0.03~0.04[Mpa],不要过高,并注意减压阀使用方法。

化工原理氧解吸实验报告

化工原理氧解吸实验报告

化工原理氧解吸实验报告实验目的:通过氧解吸实验,研究化工原理中氧解吸的过程及其影响因素,探究氧解吸速率与温度、压力、液体性质等因素之间的关系。

实验原理:氧解吸是指气体从液体中解吸出来的过程,是化工反应过程中的重要环节之一。

氧解吸速率与温度、压力、液体性质等因素密切相关。

根据亨利定律,气体的溶解度与压力成正比,与温度成反比。

因此,温度和压力是影响氧解吸速率的重要因素。

此外,液体的性质也会影响氧解吸速率,如液体的粘度、表面张力等。

实验仪器与试剂:1. 仪器:氧解吸实验装置、温度计、压力计、计时器等。

2. 试剂:氧气、水、酒精等。

实验步骤:1. 准备实验装置:将氧解吸实验装置连接好,确保密封性良好。

2. 调节温度和压力:根据实验要求,调节实验装置中的温度和压力,记录下初始值。

3. 添加试剂:向实验装置中加入一定量的水和酒精,保证液体的混合均匀。

4. 开始实验:打开氧气进气阀,使氧气进入实验装置,开始氧解吸过程。

5. 记录数据:使用计时器记录氧解吸的时间,并记录下温度和压力的变化情况。

6. 完成实验:当氧解吸过程基本结束后,关闭氧气进气阀,停止实验。

实验结果与分析:根据实验记录的数据,可以得出以下结论:1. 温度对氧解吸速率有显著影响:随着温度的升高,氧解吸速率增加;而温度的降低则导致氧解吸速率减小。

2. 压力对氧解吸速率有显著影响:压力的增加会促使氧解吸速率增加;而压力的降低则导致氧解吸速率减小。

3. 液体性质对氧解吸速率有影响:液体的粘度和表面张力等性质会影响氧解吸速率,具体影响程度需要进一步研究。

结论:通过本次氧解吸实验,我们得出了温度、压力和液体性质对氧解吸速率的影响规律。

这些结果对于化工原理中的氧解吸过程的设计和优化具有重要的指导意义。

进一步的研究可以探究其他因素对氧解吸速率的影响,并进行更加详细的实验分析。

氧解析实验

氧解析实验

北京化工大学实验报告氧解吸实验一、摘要本次实验通过熟悉填料塔的构造与操作,了解常用的填料,实验室用的有四种:陶瓷拉西环,星形填料,金属θ环,金属波纹丝网填料。

观察填料流体的力学特征,测定压降与气速的曲线关系,并分析引起变化的原因。

掌握实验方法测定总传质系数测定方法分析其影响因素。

通过实验方法学习气液连续接触式填料塔,学会处理一些工程实际问题。

关键词:填料塔力学特性总传质系数K x a 传质单位高度Hol二、实验目的1、熟悉填料塔的构造与操作。

2、观察填料塔流体力学的状况,测定压降与气速的关系曲线。

3、掌握液相体积总传质系数K x a的测定方法并分析影响因素。

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。

三、实验原理本装置先用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水后(并流操作),送入解析塔顶在用空气进行解吸,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。

本实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、填料塔流体力学特征: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-空塔气速关系示意图如下所示,在双对数坐标系中,此压降对气速作图可得一斜率为1.82的直线(图中aa‘线)。

当有喷淋量时,在低气速下(c点以前)压降正比于气速的1.82次幂,但大于相同气速下干填料的压降(图中bc段)。

随气速的增加,出现载点(图中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。

如图示: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有效湿表面上进行,需要计算完成一定吸收任务所需的填料高度,其计算方法有传质系数法,传质单元法和等板高度法。

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化工原理实验报告实验名称:氧解析实验班级:化实1101学号:2011011499姓名:张旸同组人:陈文汉,黄凤磊,杨波实验日期:2014.04.14一、 报告摘要本实验利用气体分别通过干、湿填料层,测流体流动因其的填料层压降与空塔气速的关系,并利用双对数坐标画出关系。

同时,做传质实验求取传质单元高度,利用公式求取H OL二、实验目的及任务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、掌握液相体积总传质系数K x a 的测定方法并分析影响因素。

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。

三、实验原理本装置先用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水后,送入解吸塔顶再用空气进行解吸,实验需要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K x a =AL a V b 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。

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。

填料层压降—空塔气速关系示意图如下,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’)。

当有喷淋量时,在低气速下(c 点以前)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(图中bc 段)。

随气速的增加,出现载点(图中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。

2、传质实验在填料塔中,两相传质主要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的填料高度,其计算方法有传质系数、传质单元法和等板高度法。

本实验是对富氧水进行解吸,如图下所示。

由于富氧水浓度很低,可以认为气液两相平衡关系服从亨利定律,及平衡线位置线,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程为:G A =K x a V p △x m 即K x a = G A / (V p △x m ) 其中])()(ln[)()x -x (112221e22me e e x x x x x x ----=∆Xlg ual g △pa’b cd填料层压降—空塔气速示意x 1 y 1y 2x 2G A =L (x 2-x 1) V p=ZΩ 相关填料层高度的基本计算式为OL OL x x e x N H xx dxa K L Z •=-Ω•=⎰12 即 OL OL N Z H /=其中 m x x e OL x x x x x dx N ∆-=-=⎰2112,H OL =Ωa K L X式中G A ——单位时间内氧的解吸量,kmol/(m 2•h) K x a ——液相体积总传质系数,kmol/(m 3•h) V p ——填料层体积,m 3△ x m ——液相对数平均浓度差x 2——液相进塔时的摩尔分数(塔顶)x e2——与出塔气相y 1平衡的摩尔分数(塔顶) x 1——液相出塔的摩尔分数(塔底)x e1——与进塔气相y 1平衡的摩尔分数(塔底)Z ——填料层高度,m Ω——塔截面积,m 2L ——解吸液流量,kmol/(m 2•h)H OL ——以液相为推动力的总传质单元高度,m N OL ——以液相为推动力的总传质单元数由于氧气为难容气体,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K x =k x ,由于属液膜控制过程,所以要提高液相体积总传质系数K x a ,应增大液相的湍动程度即增大喷淋量。

四、实验装置与流程基本数据解析塔径Φ=0.1m ,吸收塔径Φ=0.032m ,填料高度0.8m(陶瓷拉西环、星形填料和金属波纹丝网填料)和0.83m(金属θ环)。

填料数据如下:流程图下图是氧气吸收解吸装置流程图。

氧气由氧气钢瓶供给,经氧减压阀进入氧气缓冲罐。

稳压在0.04~0.05[Mpa],为确保安全,缓冲罐上装有安全阀,当缓冲罐内压力达到0.08MPa时,安全阀自动开启。

氧气流量调节阀调节氧气流量,并经转子流量计计量,进入吸收塔中,自来水经过水转子流量计调节流量,由转子流量计计量后进入吸收塔。

与水并流接触,形成富氧水。

含富氧水经管道在解吸塔的顶部喷淋。

空气由风机供给,经缓冲罐,由空气流量计调节阀调节流量经转子流量计计量,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排出。

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。

为了测量填料层压降,解吸塔装有压差计。

在解吸塔入口设有入口采出阀,用于采集入口水样,出口水样在塔底排液平衡罐上采出阀取样。

两水样液相氧浓度由9070型测氧仪测得氧气吸收与解吸实验流程图五、实验操作1流体力学性能测定(1)测定干填料压降1事先吹干塔内填料。

2待填料塔内填料吹干以后,改变空气流量,测定填料塔压降,测取6~8组数据。

(2)测定湿填料压降1测定前进行预液泛,使填料表面充分润湿。

2固定水在某一喷淋量下,改变空气流量,测定填料塔压降,测取8~10组数据。

3实验接近液泛时,进塔气体的增加量不要过大。

小心增加气体流量,使液泛现象平稳变化。

调好流量后,等各参数稳定后再取数据。

着重注意液泛后填料层压降在几乎不变的气速下明显上升的这一特点。

注意气量不要过大,以免冲破和冲泡填料。

(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)、将氧气阀打开,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,或先通入氧气后通水。

(2)、传质实验操作条件选取: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0.01~0.02 m3/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:分别从塔顶与塔底取出富氧水和贫氧水,用测氧仪分析其氧含量。

(4)、实验完毕,关闭氧气减压阀,再关闭氧气流量调节阀,关闭其他阀门。

检查无误以后离开。

六、实验数据处理1.填料塔压降与空塔气速关系填料塔压降与空塔气速数据表(干塔)填料塔压降与空塔气速数据表(湿塔)其中,第四个点为载点,第七个点为泛点。

计算实例(以干塔第2组数据为例): 流量校正:V 2=V 1(P 1T 2/P 2T 1)0.5=10*(101.325*298/102.515/293)0.5=10.03m 3/h流速确定:U=V/A=10.03/(0.052*3.14)=1277.23m/h=0.3548m/s单位塔高压降确定:ΔP/Z=120/0.8=150(Pa/m ) (580470)137.5(/)0.8P Pa m z ∆-== 湿塔数据处理与干塔相同。

2.传质系数与传质单元高度求取计算实例(以第二组测量数据为例):流量校正:与干塔处理相同。

42oC时的密度:991.07kg/m3。

亨利系数确定:E=(-8.6594*10-5*15.052+0.07714*15.05+2.56)*106=3701547kpa系统总压确定:P总=P大气+0.5*△P塔=101.325+1460/1000+0.5*390/1000=102.98kpa亨利系数:m=E/P=3701547/102.98=35944.329平衡浓度:Xe1=Xe2=y/m=0.21/35944.329=5.8424E-6塔顶(底)摩尔分率计算:X1=C1/MO2/(C1/MO2+991.07*1000/MH2O)=30.75/32/(30.75/32+991.07*1000/18)=1.7452E-5同理:X2=5.9949E-6平衡推动力:Xm=[(X1-Xe1)-(X2-Xe2))/ln((X1-Xe1)/(X2-Xe2))=(1.7452E-5-5.9949E-6)/ln[(1.7452E-5-5.8424E-6)/( 5.9949E-6-5.8424E-6) ]=2.64E-6液体流率:L=V液*991.07/MH2O=100*991.07/18=5505.944mol/h气体流率:G=L(X1-X2)=5505.944(1.7452E-5-5.9949E-6)=0.063 mol/h料塔体积:Vp=0.8*3.14*0.052=6.28E-3m3传质系数:KXa=G/Vp/△Xm=0.063/0.00628/2.64E-6=3806435kmol/(m3*h)传质单元高度:HOL=L/KXa/A=5505.944/3806435/3.14/0.052=0.1859m七、实验结果分析填料塔流体力学特性实验:由图像可以明显看出,干塔第二个点与其他点连线存在较大偏差。

由图中可以看出,单位高度压降随气速的增大而增加,且湿塔压降大于同气速下干塔压降。

同时,由图可以得到,第四个点为载点,第七个点为泛点。

传质实验:1、从数据中可以看出,当增大气量时全塔压降增大,减小液量时全塔压降减小;并且,增大液量使传质系数增大的更加明显,与理论上的液膜控制有偏差。

2、由各组数据可以看出,传质高度由大到小依次为瓷拉西环、西塔环、星形填料、金属波纹丝网。

因此,传质效果由好到差分别为金属波纹丝网、星形填料、西塔环、瓷拉西环。

八、误差分析1、实验测得的各量均为人为测量,并不是机器读数,因此据一直处于波动状态,即读数时取的仅为大概的平均值;2、读数时,由于人为原因可能带有一定误差;3、仪器可能有一定的系统误差4、实验用的水的水温计算时使用的为均值,因此在计算上会出现一定的误差。

九、思考题1、干填料压降线和湿填料压降线都是压降随气速的增大而增大,而且后者在同气速下大于前者。

3、(V/L )min =(X 1-X 2)/(mX 1-Y 2)=(1.745*10-5-5.993*10-6)/(35944*1.745*10-5-0.21)=2.746*10-5 而实际上,(V/L)= 0.063092/5.505944=0.01146 因此,(V/L )/(V/L)min =0.01146/2.746*10-5=417.29。

即417.29倍4、在低温和高压情况下,气体的溶解度就增大了,有利于吸收,而高温常压下,气体溶解度减小,有利于解吸。

5、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,并且从公式1/KG=1/kG+H/kL 可以看出,由于易溶气体的H 很小,GG k K ≈,所以在吸收过程为气膜控制过程;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,并且由公式1/KG=1/kL+1/HkG,难溶气体的H 很大,L L k K ≈所以其吸收的过程为液膜控制过程。

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