【復習筆記】23華工《821化工原理》考研知識之精餾實驗歸...

華工引路人

吸收實驗一、實驗目的

1.了解填料塔的一般結構及吸收操作的流程。

2.觀察填料塔流體力學狀況，測定壓降與氣速的關系曲線。

3.掌握總傳質系數Kxa的測定方法并分析其影響因素。

4.學習氣液連續接觸式填料塔，利用傳質速率方程處理傳質問題的方法。

二、實驗原理

本實驗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行解吸，實驗需測定不同液量和氣量下的解吸總傳質系數Kxa，并進行關聯，得Kxa=ALaVb的關聯式。同時對不同填料的傳質效果及流體力學性能進行比較。

1.填料塔流體力學特性

氣體通過干填料層時，流體流動引起的壓降和湍流流動引起的壓降規律相一致。在雙對數坐標系中△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，在低氣速時（c點以前）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，出現載點（圖中c點），持液量開始增大。圖中不難看出載點的位置不是十分明確，說明汽液兩相流動的相互影響開始出現。壓降～氣速線向上彎曲，斜率變徒（圖中cd段）。當氣體增至液泛點（圖中d點，實驗中可以目測出）后在幾乎不變的氣速下，壓降急劇上升。

圖1 填料層壓降-空塔氣速關系

傳質實驗

填料塔與板式塔氣液兩相接觸情況不同。在填料塔中，兩相傳質主要是在填料有效濕表面上進行。需要完成一定吸收任務所需填料高度，其計算方法有：傳質系數法、傳質單元法和等板高度法。

本實驗對富氧水進行解吸。由于富氧水濃度很小，可認為氣液兩相平衡服從亨利定律，可用對數平均濃度差計算填料層傳質平均推動力。得速率方程式：

相關的填料層高度的基本計算式為：

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，所以要提高總傳質系數Kxa，應增大液相的湍動程度。

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