化工原理氧解吸实验报告(2)

五、实验数据及处理：

1.填料塔压降与空塔气速关系图

a)干塔数据计算 原始数据：

表1干床数据

T=36.7C，d=0.1m，h=0.8m

序号

空气流量 （m/h）

1 2 3 4 5 6 7

40 35 30 25 20 15 10

3

o

空气压力 （kPa） 5.33 3.97 2.82 1.93 1.25 0.73 0.35

填料塔压降 （kPa） 1.42 1.06 0.75 0.52 0.34 0.20 0.10

处理数据：

表2干床数据处理

序号

校正空气流量 （m/h）

1 2 3 4 5 6 7

40.17 35.60 30.85 25.93 20.88 15.74 10.53

3

流速 （m/s） 1.42 1.25 1.08 0.90 0.72 0.54 0.36

单位高度压差 （kPa/m） 1.78 1.33 0.94 0.65 0.43 0.25 0.13

logu 0.15 0.10 0.03 -0.05 -0.14 -0.26 -0。44

log(△P/z) 0.25 0.12 -0.03 -0.19 -0.37 -0.60 -0.90

干塔压降与液速关系图：

p/z 干塔拟合曲线21单位高度压降p/z12流速u

b)湿塔数据计算 原始数据：

表3湿床数据

T=34.1 C，d=0.1m，h=0.8m

序号

空气流量 （m/h）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 26

3

o

空气压力 （kPa） 0.26 0.40 0.55 0.75 0.98 1.26 1.60 2.09 2.74 3.68 4.37

填料塔压降 （kPa） 0.19 0.22 0.24 0.33 0.44 0.59 0.76 1.16 1.63 2.21 2.83

处理数据：

表4湿床数据处理

序号

校正空气流量 （m/h）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

7.32 9.40 11.47 13.53 15.57 17.60 19.60 21.57 23.47 25.28 26.67

3

流速 （m/s） 0.25 0.33 0.40 0.47 0.54 0.61 0.68 0.75 0.82 0.89 0.93

单位高度压差 （kPa/m） 0.24 0.28 0.30 0.41 0.55 0.74 0.95 1.45 2.04 2.76 3.54

logu -0.60 -0.49 -0.40 -0.33 -0.27 -0.21 -0.17 -0.12 -0.09 -0.05 -0.03

log(△P/z) -0.62 -0.56 -0.52 -0.38 -0.26 -0.13 -0.02 0.16 0.31 0.44 0.55

湿塔压降与液速关系图：

p/z 湿塔拟合曲线单位高度压降p/z1泛点载点0.112流速u

干塔、湿塔压降与液速曲线

p/z 湿塔拟合曲线 p/z 干塔拟合曲线单位高度压降p/z1泛点载点0.112流速u

计算实例（以干塔第一组数据为例）： 流量校正：V2?V1?p1T2101.325?309.85?40??40.17 p2T1(101.325?5.33)?293.25流速确定： u?V40.17??1.42m/s A3600???(0.1/2)2?P1.42??1.78kPa/m z0.8单位塔高压降确定：

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

原始数据：

表5传质数据

d=0.1m，h=0.8m，水流量=65L/min,氧气流量Q=0.25 m

组别 1 1 2 2

空气流量 （m/h） 15 15 14 14

3

3

空气压力填料塔压氧气浓度 氧气浓度 富氧水

o

富氧水

o

（kPa） 降（kPa） 顶（mg/L） 底（mg/L） 温度（C） 温度（C） 0.87 0.87 0.78 0.78

0.45 0.45 0.41 0.41

18.68 18.63 19.29 19.31

8.58 8.58 8.39 8.40

28.4 28.6 29.1 28.8

26.3 26.1 26.3 26.2

处理数据：

表6传质数据处理表

d=0.1m，h=0.8m，水流量=65L/min,氧气流量Q=0.25m

组别

校正空气流量

3

3

平均温度

o

亨利 常数 E 4605678 4605678 4631026 4616544

液体流量 气体流量 亨利 常数 m

（mol/h） （mol/h）

（m/h） （C）

1 1 2 2

15.25 15.25 14.26 14.25

27.35 27.35 27.7 27.5

2031.25 2031.25 2031.25 2031.25

0.0115 0.0115 0.0125 0.0125

45067.55 45067.55 45355.52 45213.69

表7传质数据处理表

d=0.1m，h=0.8m，水流量=65L/min,氧气流量Q=0.25m

组别

平衡组成 xe1（2） (×10)

1 1 2 2

4.66 4.66 4.63 4.64

6

3

塔顶组成

x1 (×10)

1.05 1.05 1.09 1.09

5

塔底组成 平均推动力 系统总压

x2 (×10)

4.83 4.83 4.72 4.72

6

传质系数 Kxa (mol/h) 1150983 1149423 1372701 1406500

传质单元高度

HoL （m） 0.706 0.707 0.592 0.578

Dxm (×10)

1.60 1.59 1.44 1.41

6

P总 （Kpa） 102.195 102.195 102.105 102.105

4.实验数据处理

Kxa测定(以第一组数据为例)：

计算实例（以第一组第一次测量数据为例）：

流量校正：V2?V1?塔温：T平均?p1T2101.325?300.30?15??15.25 p2T1(101.325?0.87)?293.25T1?T228.4?26.3??27.35oC 22亨利系数确定：E?(?8.6594?105?t2?0.07714?t?2.56)?106?4605678 系统总压确定：P1.3?0.87=102.195kPa 总?P大气??P塔?10亨利系数:m?E4605678??45067.55 P102.195总y0.21??4.66?10?6 m45067.55平衡浓度：xe1?xe2?塔顶（底）摩尔分率计算：

c顶（mg/L）18.683310?MO210?32x顶???1.05?10?5 3c顶（mg/L）1??18.681?10??103?MO2MH2O103?3218同理：x底?4.63?10 平均推动力：??m??5x顶?x底(x1-xe1)?(x2?xe2)??1.60?10?6

(x?x)(x?x)ln[1e1]ln[顶e2](x2?xe2)(x底?xe1)V液（L/h）??65?103液体流率：L???2031.25mol/h

MH2O18气体流率：G?L(x顶?x底)?0.0115mol/h

填料塔体积：Vp?h???r?0.8???0.05?6.28?10m 传质系数的确定：Kxa?22?33G0.0155??1150983mol/(m3?h) ?3?6VP??xm6.28?10?1.60?10传质单元高度：HoL?

L2031.25??0.706m 2Kxa?A1150983???0.05