氧吸收与解析实验报告
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图 螄膇肀肄蚇肇芁 1-1 填料层 压降–空塔气速关系示
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时，在低气速下（c 点以前）压降也正比于气速的 1.8～2 次幂，但大于同一气速下干填料 的压降（图中 bc 段）。随气速的增加，出现截点（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. 莇袂芄膅芇衿薂传质实验：
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氧吸收与解吸实验 肇芁莂芆羈薂羄
衿薂螄膇肀肄蚇实验日期：2011/4/15 螂薆莇袂芄膅芇班级:***** 莈蒇莀蒃羇蒇蚁姓名：****
蚇膁薃薄薇蒂袁学号：******** 蝿螃莆螆羀莅羅同组人:**
羃袄羆螂蒅螇袆实验装置：3 号陶瓷拉西环
蚆莀芀蚅芅肆薁摘要： 薀膁袄肆蒀莃膂填料塔是化工过程重要的单元，本实验在室温、常压下，通过分别测定干、湿
坐标的水平线（因氧在水中浓度很小）。
芅肆薁羃袄羆螂本实验在计算时，气液相浓度的单位用摩尔分率而不用摩尔比，这是因为在 y
—x 图中，平衡线为直线，操作线也是直线，计算比较简单。
Baidu Nhomakorabea
四、 蒀莃膂蚆莀芀蚅实验装置与流程：
袀节蒇薀膁袄肆实验装置：3 号 蒂肅蚀虿羄薄蚀 1．基本数据：
陶瓷拉西环
袇衿蒁膄蒆蝿蚂解吸塔径Φ=0.1m，吸收塔径Φ=0.032m，填料层高度 0.8m
蚈衿薅蒆薈膀袃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 23。为了测量填料层压降，解吸塔装有压差计 22。
螁螄肄螈羂肃袇在解吸塔入口设有入口采出阀 12，用于采集入口水样，出口水样在塔底排液
平衡罐上采出阀 20 取样。
聿罿莄羄罿芀蚂填料参数：瓷拉西环（12×12×1.3）mm =903m2/m3 螀薃螅腿肂螁莅 2．流程：
at=403m2/m3
ε=0.764m3/m3
at/ε
图 蚃薇艿蕿羁膆艿 2 是氧气吸收解吸装置流程图。氧气由氧气钢瓶供给，经减压阀 2 进入氧
气缓冲罐 4，稳压在 0.04～0.05[Mpa],为确保安全，缓冲罐上装有安全阀 6，由阀 7 调节氧
填料层压降与空塔气速的数据，并作图分析得到两种情况下塔压降与空塔气速关系，从而熟 悉填料塔的构造与操作、确定填料塔流体力学特性，进而得知填料塔的处理能力及性能高低。 同时，本实验通过对富氧水进行解吸，测定了解吸液相体积的总传质系数 Kxa，进而确定液 相总传质单元高度 HOL。 一、虿羄薄蚀袀节蒇实验名称：氧吸收与解吸实验 二、膄蒆蝿蚂蒂肅蚀目的及任务：
羇蒇蚁螂薆莇袂 HOL—以液相为推动力的传质单元高度
薇蒂袁莈蒇莀蒃 NOL—以液相为推动力的传质单元数
羀莅羅蚇膁薃薄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
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膜中，即 Kx=kx, 由于属液膜控制过程，所以要提高总传质系数 Kxa，应增大液相的湍动程度。
在 蒅螇袆蝿螃莆螆 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
1. 羄罿芀蚂袇衿蒁熟悉填料塔的构造与操作； 2. 腿肂螁莅聿罿莄观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线； 3. 蕿羁膆艿螀薃螅掌握总传质系数 Kxa 的测定方法并分析影响因素； 4. 莅蚄荿薂蚃薇艿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。 蒆薈膀袃肅蒈莁三、基本原理： 螈羂肃袇蚈衿薅本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作，该步实验中省略），送 入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数 Kxa，并进 行关联，得到 Kxa=ALa·Vb 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。本实验手工采集数据，具有可操作性。 1. 葿膂蒄袈螁螄肄填料塔流体力学特性： 莂芆羈薂羄袅袈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。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 线）。当有喷淋量
气流量，并经转子流量计 8 计量，进入吸收塔 9 中，与水并流吸收。含富氧水经管道在解吸
塔的顶部喷淋。空气由风机 13 供给，经缓冲罐 14，由阀 16 调节流量经转子流量计 17 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 19 排出。
肅蒈莁莅蚄荿薂自来水经调节阀 10，由转子流量计 17 计量后进入吸收柱。
，
H OL
L Kxa •
薄蚀袀节蒇薀膁式中：
G 蝿蚂蒂肅蚀虿羄 A —单位时间内氧的解吸量[Kmol/h] K a 芀蚂袇衿蒁膄蒆 x —总体积传质系数[Kmol/m3•h•Δx]
V 螁莅聿罿莄羄罿 P —填料层体积[m3]
膆艿螀薃螅腿肂Δxm—液相对数平均浓度差
x 荿薂蚃薇艿蕿羁 1 —液相进塔时的摩尔分率（塔顶）
其中 莆螆羀莅羅蚇膁
xm
( x1
xe1 ) (x2 ln x1 xe1
xe2 )
x2 xe2
羆螂蒅螇袆蝿螃相关的填料层高度的基本计算式为：
Z L
芀蚅芅肆薁羃袄
Kxa •
x1 x2
dx xe
x
HOL
•
NOL
即 HOL Z / NOL
其中 袄肆蒀莃膂蚆莀
NOL
x1 dx x1 x2 x2 xe x xm
x 膀袃肅蒈莁莅蚄 e1 —与出塔气相 y1 平衡的液相摩尔分率（塔顶）
x 肃袇蚈衿薅蒆薈 2 —液相出塔的摩尔分率（塔底）
x 蒄袈螁螄肄螈羂 e2 —与进塔气相 y2 平衡的液相摩尔分率（塔底）
羈薂羄袅袈葿膂 Z—填料层高度[m]
肀肄蚇肇芁莂芆Ω—塔截面积[m2]
芄膅芇衿薂螄膇 L—解吸液流量[Kmol/h]
莀蒃羇蒇蚁螂薆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。
薃薄薇蒂袁莈蒇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：
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时，在低气速下（c 点以前）压降也正比于气速的 1.8～2 次幂，但大于同一气速下干填料 的压降（图中 bc 段）。随气速的增加，出现截点（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. 莇袂芄膅芇衿薂传质实验：
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氧吸收与解吸实验 肇芁莂芆羈薂羄
衿薂螄膇肀肄蚇实验日期：2011/4/15 螂薆莇袂芄膅芇班级:***** 莈蒇莀蒃羇蒇蚁姓名：****
蚇膁薃薄薇蒂袁学号：******** 蝿螃莆螆羀莅羅同组人:**
羃袄羆螂蒅螇袆实验装置：3 号陶瓷拉西环
蚆莀芀蚅芅肆薁摘要： 薀膁袄肆蒀莃膂填料塔是化工过程重要的单元，本实验在室温、常压下，通过分别测定干、湿
坐标的水平线（因氧在水中浓度很小）。
芅肆薁羃袄羆螂本实验在计算时，气液相浓度的单位用摩尔分率而不用摩尔比，这是因为在 y
—x 图中，平衡线为直线，操作线也是直线，计算比较简单。
Baidu Nhomakorabea
四、 蒀莃膂蚆莀芀蚅实验装置与流程：
袀节蒇薀膁袄肆实验装置：3 号 蒂肅蚀虿羄薄蚀 1．基本数据：
陶瓷拉西环
袇衿蒁膄蒆蝿蚂解吸塔径Φ=0.1m，吸收塔径Φ=0.032m，填料层高度 0.8m
蚈衿薅蒆薈膀袃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 23。为了测量填料层压降，解吸塔装有压差计 22。
螁螄肄螈羂肃袇在解吸塔入口设有入口采出阀 12，用于采集入口水样，出口水样在塔底排液
平衡罐上采出阀 20 取样。
聿罿莄羄罿芀蚂填料参数：瓷拉西环（12×12×1.3）mm =903m2/m3 螀薃螅腿肂螁莅 2．流程：
at=403m2/m3
ε=0.764m3/m3
at/ε
图 蚃薇艿蕿羁膆艿 2 是氧气吸收解吸装置流程图。氧气由氧气钢瓶供给，经减压阀 2 进入氧
气缓冲罐 4，稳压在 0.04～0.05[Mpa],为确保安全，缓冲罐上装有安全阀 6，由阀 7 调节氧
填料层压降与空塔气速的数据，并作图分析得到两种情况下塔压降与空塔气速关系，从而熟 悉填料塔的构造与操作、确定填料塔流体力学特性，进而得知填料塔的处理能力及性能高低。 同时，本实验通过对富氧水进行解吸，测定了解吸液相体积的总传质系数 Kxa，进而确定液 相总传质单元高度 HOL。 一、虿羄薄蚀袀节蒇实验名称：氧吸收与解吸实验 二、膄蒆蝿蚂蒂肅蚀目的及任务：
羇蒇蚁螂薆莇袂 HOL—以液相为推动力的传质单元高度
薇蒂袁莈蒇莀蒃 NOL—以液相为推动力的传质单元数
羀莅羅蚇膁薃薄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
请下载支持！
膜中，即 Kx=kx, 由于属液膜控制过程，所以要提高总传质系数 Kxa，应增大液相的湍动程度。
在 蒅螇袆蝿螃莆螆 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
1. 羄罿芀蚂袇衿蒁熟悉填料塔的构造与操作； 2. 腿肂螁莅聿罿莄观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线； 3. 蕿羁膆艿螀薃螅掌握总传质系数 Kxa 的测定方法并分析影响因素； 4. 莅蚄荿薂蚃薇艿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。 蒆薈膀袃肅蒈莁三、基本原理： 螈羂肃袇蚈衿薅本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作，该步实验中省略），送 入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数 Kxa，并进 行关联，得到 Kxa=ALa·Vb 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。本实验手工采集数据，具有可操作性。 1. 葿膂蒄袈螁螄肄填料塔流体力学特性： 莂芆羈薂羄袅袈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。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 线）。当有喷淋量
气流量，并经转子流量计 8 计量，进入吸收塔 9 中，与水并流吸收。含富氧水经管道在解吸
塔的顶部喷淋。空气由风机 13 供给，经缓冲罐 14，由阀 16 调节流量经转子流量计 17 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 19 排出。
肅蒈莁莅蚄荿薂自来水经调节阀 10，由转子流量计 17 计量后进入吸收柱。
，
H OL
L Kxa •
薄蚀袀节蒇薀膁式中：
G 蝿蚂蒂肅蚀虿羄 A —单位时间内氧的解吸量[Kmol/h] K a 芀蚂袇衿蒁膄蒆 x —总体积传质系数[Kmol/m3•h•Δx]
V 螁莅聿罿莄羄罿 P —填料层体积[m3]
膆艿螀薃螅腿肂Δxm—液相对数平均浓度差
x 荿薂蚃薇艿蕿羁 1 —液相进塔时的摩尔分率（塔顶）
其中 莆螆羀莅羅蚇膁
xm
( x1
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x2 xe2
羆螂蒅螇袆蝿螃相关的填料层高度的基本计算式为：
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芀蚅芅肆薁羃袄
Kxa •
x1 x2
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•
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即 HOL Z / NOL
其中 袄肆蒀莃膂蚆莀
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x 蒄袈螁螄肄螈羂 e2 —与进塔气相 y2 平衡的液相摩尔分率（塔底）
羈薂羄袅袈葿膂 Z—填料层高度[m]
肀肄蚇肇芁莂芆Ω—塔截面积[m2]
芄膅芇衿薂螄膇 L—解吸液流量[Kmol/h]
莀蒃羇蒇蚁螂薆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。
薃薄薇蒂袁莈蒇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：