【復(fù)習(xí)筆記】23華工《821化工原理》考研知識(shí)之精餾實(shí)驗(yàn)歸...

華工引路人 · 發(fā)表于 2022-8-5 12:12

吸收實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font>

1.了解填料塔的一般結(jié)構(gòu)及吸收操作的流程。

2.觀察填料塔流體力學(xué)狀況，測定壓降與氣速的關(guān)系曲線。

3.掌握總傳質(zhì)系數(shù)Kxa的測定方法并分析其影響因素。

4.學(xué)習(xí)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。

二、實(shí)驗(yàn)原理

本實(shí)驗(yàn)先用吸收柱將水吸收純氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔再用空氣進(jìn)行解吸，實(shí)驗(yàn)需測定不同液量和氣量下的解吸總傳質(zhì)系數(shù)Kxa，并進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得Kxa=ALaVb的關(guān)聯(lián)式。同時(shí)對不同填料的傳質(zhì)效果及流體力學(xué)性能進(jìn)行比較。

1.填料塔流體力學(xué)特性

氣體通過干填料層時(shí)，流體流動(dòng)引起的壓降和湍流流動(dòng)引起的壓降規(guī)律相一致。在雙對數(shù)坐標(biāo)系中△P/Z對G＇作圖得到一條斜率為1.8～2的直線（圖1中的aa線）。而有噴淋量時(shí)，在低氣速時(shí)（c點(diǎn)以前）壓降也比例于氣速的1.8～2次冪，但大于同一氣速下干填料的壓降（圖中bc段）。隨氣速增加，出現(xiàn)載點(diǎn)（圖中c點(diǎn)），持液量開始增大。圖中不難看出載點(diǎn)的位置不是十分明確，說明汽液兩相流動(dòng)的相互影響開始出現(xiàn)。壓降～氣速線向上彎曲，斜率變徒（圖中cd段）。當(dāng)氣體增至液泛點(diǎn)（圖中d點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中可以目測出）后在幾乎不變的氣速下，壓降急劇上升。

圖1 填料層壓降-空塔氣速關(guān)系

傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)

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)主要是在填料有效濕表面上進(jìn)行。需要完成一定吸收任務(wù)所需填料高度，其計(jì)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(shí)驗(yàn)對富氧水進(jìn)行解吸。由于富氧水濃度很小，可認(rèn)為氣液兩相平衡服從亨利定律，可用對數(shù)平均濃度差計(jì)算填料層傳質(zhì)平均推動(dòng)力。得速率方程式：

相關(guān)的填料層高度的基本計(jì)算式為：

由于氧氣為難溶氣體，在水中的溶解度很小，因此傳質(zhì)阻力幾乎全部集中于液膜中，即Kx=kx。由于屬液膜控制過程，所以要提高總傳質(zhì)系數(shù)Kxa，應(yīng)增大液相的湍動(dòng)程度。

在y-x圖中，解吸過程的操作線在平衡系下方，在實(shí)驗(yàn)是一條平行于橫坐標(biāo)的水平線（因氧在水中濃度很小）。

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