化工原理氧解吸实验报告(3)

六、实验结论及误差分析： 1.流体力学性能测定

填料层压降在双对数坐标系中，此压降对气速作图可得一斜率为1.8~2的直线。当有喷淋量时，在低气速下压降正比于气速的1.8~2次幂，但大于相同气速下干填料的压降。随气速的增加，出现载点，持液量开始增大，压降—气速线向上弯，斜率变陡。到液泛点后，在几乎不变的气速下，压降急剧上升。

2.传质实验

液相体积总传质系数Kxa与液量正相关，而与气量基本无关。这是由于氧气极难溶于水，因而本系统是液膜控制系统，Kxa近似等于kxa，故液相体积总传质系数Kxa仅与液量有关，与气量无关。 3.误差分析：

系统误差，如流体的波动、转子流量计不在20摄氏度，1大气压下测量。

人为误差，如读取数据时仪表的不稳定性可导致误差，在数据处理过程中有效值的取舍带来的误差。

七、思考题：

1．阐述干填料压降线和湿料塔压降线的特征

干料塔压降与气速关系成一条直线，是线性相关的两个变量；湿料塔压降线与干料塔有所不同，其在气速达到一定值时，会出现液泛点而呈折线。且压降在气速达到一定值后急剧上升。

2．工业上，吸收在低温、加压，在进行而解吸在高温、常压下进行，为什么？

一般情况下，气体在液体中的溶解度随温度的升高而降低，随压强的升高而升高。所以吸收时要在低温、加压的情况下进行比较好，而解吸在高温、低压下进行。

3．为什么易溶气体的吸收和解吸属于气膜控制过程，难溶气体的吸收和解吸属于液膜控制过程？

一般气体的吸收和解吸经过三个步骤：吸收过程为：气相→气液界面→液相，解吸过程为：液相→气液界面→气相，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，所以在吸收过程显示为气膜控制过程；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，所以其吸收的过程显示为液膜控制过程。 4．试计算实验条件下实际液气V/L比是最小液气比(V/L)min的多少倍？

以第一组数据为例：

实际液体流量如上表L=2031.25mol/h 实际气体流量V=15.25m3/h=680.8mol/h

实际??V???0.335 L??ye1?mx1?45067.55?1.05?10?5?0.473

x顶?x底1.05?10?5?4.83?10?6?V???2.16?10?5 ???0.473?0.21?L?minye1?y2V/L?1551

(V/L)min实际液气比为最小液气比的1551倍 5．填料塔结构有什么特点？

填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板（有些也不用），以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化。

上机仿真实验

数据处理

干塔原始数据

h=0.75m,d=0.1m

编号

空气流量 空气表压 塔压降 塔顶表压 空气温

3

(m/h) (pa) (pa) (pa) 度 1 47 3932.35 728.64 4152.4 20 2 42.3 3922.98 595.85 3737.9 20 3 39.95 3921.79 474.46 3530.6 20 4 37.6 3925.84 341.74 3323.3 20 5 35.25 3917.02 275.64 3116.1 20 6 30.55 3914.95 221.58 2701.5 20 7 28.2 3918.58 181.96 2494.2 20 8 25.85 3913.29 151.60 2287.0 20 9 23.5 3911.84 125.26 2079.7 20 10 21.15 3910.09 102.98 1872.4 20 11 18.8 3908.21 83.03 1665.2 20

干塔数据处理

编空气校正流量 流速u 单位塔压降 lnu ln(p/z) 号 (m3/h) (m/s) (pa/m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

45.24 40.72 38.46 36.20 33.94 29.41 27.15 24.89 22.63 20.36 18.10

1.60 1.44 1.36 1.28 1.20 1.04 0.96 0.88 0.80 0.72 0.64

971.53 794.46 632.62 455.66 367.52 295.43 242.62 202.14 167.01 137.30 110.70

0.471 0.365 0.308 0.248 0.183 0.040 -0.040 -0.127 -0.222 -0.328 -0.445

6.879 6.678 6.450 6.122 5.907 5.688 5.491 5.309 5.118 4.922 4.707

干塔压降与流速的关系

76lnp/u5-0.6-0.4-0.20.00.20.40.6lnu

湿塔原始数据

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

空气流量 空气表压 塔压降 (m3/h) (pa) (pa)

16.45

18.8 21.15 25.85 28.2 30.55 35.25 37.6 39.95 42.3 44.65

塔顶表压 (pa) 空气温度

3907.47 183.68 1457.89 20 3908.73 236.68 1665.16 20 3910.66 302.20 1872.43 20 3916.38 593.46 2286.97 20 3919.11 782.50 2494.24 20 3916.26 901.98 2701.51 20 3924.36 1164.98 3116.05 20 3919.21 1310.33 3323.32 20 3927.41 1466.01 3530.59 20 3925.45 700359 3737.86 20 3927.91 1473598 3945.13 20 湿塔数据处理

编空气校正流量 流速u 单位塔压降 lnu ln(p/z) 号 (m3/h) (m/s) (pa/m) 1 15.84 0.56 244.90 -0.579 5.501 2 18.10 0.64 315.57 -0.445 5.754 3 20.36 0.72 402.93 -0.328 5.999 4 24.89 0.88 791.28 -0.127 6.674 5 27.15 0.96 1043.34 -0.040 6.950 6 29.41 1.04 1202.64 0.040 7.092 7 33.94 1.20 1553.30 0.183 7.348 8 36.20 1.28 1747.11 0.248 7.466 9 38.46 1.36 1954.68 0.308 7.578 10 40.72 1.44 933811.78 0.365 13.747 11 42.98 1.52 1964797.71 0.419 14.491

干塔压降与流速的关系：

161412inp/z10864-0.6-0.4-0.20.00.20.4lnu

干塔、湿塔压降与液速曲线：

干塔151413121110 湿塔lnp/z987654-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.81.0泛点lnu

传质实验：

吸收数据 3空气流量(m/h) 空气压强(pa) 空气温度(摄氏度） 氨气流量（L/min) 氨气压强(pa) 氨气温度（摄氏度） 水流量(L/min) 水温度（摄氏度） 填料层压降（pa） 他递给压强(pa) 硫酸体积（ml) 硫酸当量浓度（N） V初（L） V末（L） T（摄氏度) 21.15 3913.008 20 9 3908.57 20 80 20 302.2011 1872.426 1 0.00968 0 0.659722 20 吸收实验结果 亨利系数 标况下空气流量(m3/h) 标况下氨气流量(L/min) 惰性气体摩尔流量(kmol/h) 单位时间氨吸收量(kmol/h) 进气浓度(y1) 尾气浓度（y2) 对数平均浓度差 气相总传质单元高度(m) 总体积传质系数(kmol/m3h) 0.792798 20.07295 10.99026 0.896114 0.029122 3.29E-02 3.53E-04 6.28E-03 0.145001 786.8149