化工原理氧解吸实验报告资料
北京化工大学
化原实验报告
学院：化学工程学院
姓名：娄铮
学号： 2013011345 班级：环工1302 同组人员：郑豪，刘定坤，邵鑫
课程名称：化工原理实验
实验名称：氧解吸实验
实验日期： 2014-4-15
实验名称： 氧 解 吸 实 验
报告摘要：本实验首先利用气体分别通过干填料层、湿填料层，测流体流动引起的填料层压
降与空塔气速的关系，利用双对数坐标画出关系。其次做传质实验求取传质单元高度，利用
K x a =G A /（
V p △x m ）])
(ln[)
()x -x (112221e22m e e e x x x x ---=?X G A =L （x 2-x 1）求出
H OL =
Ω
a K L
X
一、实验目的及任务：
1) 熟悉填料塔的构造与操作。
2) 观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。 3) 掌握液相体积总传质系数K x a 的测定方法并分析影响因素。
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。 二、基本原理：
本装置先用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水后，送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需要测定不同液量和气量下的解吸液相体积总传质系数K x a ，并进行关联，得到K x a =AL a V b 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。
1、 填料塔流体力学特性
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。填料层压降—空塔气速关系示意图如下，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 ’）。当有喷淋量时，在低气速下（c 点以前）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（图中bc 段）。随气速的增加，出现载点（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、传质实验
在填料塔中，两相传质主要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的填料高度，其计算方法有传质系数、传质单元法和等板高度法。
本实验是对富氧水进行解吸，如图下所示。由于富氧水浓度很低，可以认为气液两相平衡关系服从亨利定律，及平衡线位置线，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程为
lg u
l g △p
G A =K x a V p △x m 即K x a = G A / （
V p △x m ） 其中]
)
()
(ln[
)()x -x (112221e22m
e e e x x x x x x ----=?X
G A =L （x 2-x 1） V p=Z ? 相关填料层高度的基本计算式为
OL OL x x e x N H x
x dx
a K L Z ?=-Ω?=?12
即 OL OL N Z H /= 其中 m x x e OL x x x x x dx N ?-=-=?
21
1
2
，H OL =Ω
a K L
X 式中G A ——单位时间内氧的解吸量，kmol/(m 2?h) K x a ——液相体积总传质系数，kmol/(m 3?h) V p ——填料层体积，m 3
△ x m ——液相对数平均浓度差
x 2——液相进塔时的摩尔分数（塔顶）
x e2——与出塔气相y 1平衡的摩尔分数（塔顶） x 1——液相出塔的摩尔分数（塔底）
x e1——与进塔气相y 1平衡的摩尔分数（塔底）
Z ——填料层高度，m ?——塔截面积，m 2
L ——解吸液流量，kmol/(m 2?h)
H OL ——以液相为推动力的总传质单元高度，m N OL ——以液相为推动力的总传质单元数
由于氧气为难容气体，在水中的溶解度很小，因此传质阻力几乎全部集中在液膜中，即K x =k x ，由于属液膜控制过程，所以要提高液相体积总传质系数K x a ，应增大液相的湍动程度即增大喷淋量。
三、装置和流程图： 实验仪器：
吸收塔及解吸塔设备、9070型测氧仪 吸收解析塔参数
解析塔径Φ=0.1m ，吸收塔径Φ=0.032m ，填料高度0.8m(陶瓷拉西环、星形填料和金属波纹丝网填料)和0.83m(金属θ环)。填料数据如下：
y 1
陶瓷拉西环金属θ环属波纹丝网填料星形填料(塑料)
(12×12×1.3)mm a t=403m2/m3ε= 0.764m3/ m3(10×10×0.1)mm
a t=540m2/m3
ε= 0.97m3/ m3
CY型
a t=700m2/m3
ε= 0.85m3/ m3
（15×8.5×0.3)mm
a t=850m2/m3
实验流程图：（参照教材和实际工艺流程）
下图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0.03～0.04[Mpa],为确保安全，缓冲罐上装有安全阀6，由阀7调节氧气流量，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。自来水经调节阀10，由转子流量计17计量后进入吸收柱。
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。
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。
两水样液相氧浓度由9070型测氧仪测得。
氧气吸收与解吸实验流程图
1、氧气钢瓶
2、氧减压阀
3、氧压力表
4、氧缓冲罐
5、氧压力表
6、安全阀
7、氧气流量调节阀
8、氧转子流量计9、吸收塔10、水流量调节阀11、水转子流量计12、富氧水取样阀13、风机
14、空气缓冲罐15、温度计16、空气流量调节阀17、空气转子流量计18、解吸塔19、液位平衡罐
20、贫氧水取样阀21、温度计22、压差计23、流量计前表压计24、防水倒灌阀
四、实验步骤：(参照教材和实际工艺流程)
1.流体力学性能测定
（1）测定干填料压降
1事先吹干塔内填料。
2待填料塔内填料吹干以后，改变空气流量，测定填料塔压降，测取6~8组数据。（2）测定湿填料压降
1测定前进行预液泛，使填料表面充分润湿。
2固定水在某一喷淋量下，改变空气流量，测定填料塔压降，测取8~10组数据。
3实验接近液泛时，进塔气体的增加量不要过大。小心增加气体流量，使液泛现象平稳变化。调好流量后，等各参数稳定后再取数据。着重注意液泛后填料层压降在几乎不变的气速下明显上升的这一特点。注意气量不要过大，以免冲破和冲泡填料。
（3）注意空气流量的调节阀要缓慢开启和关闭，以免撞破玻璃管。
2.传质实验
a、将氧气阀打开，氧气减压后进入缓冲罐，罐内压力保持0.04~0.05MPa，不要过高，
并注意减压阀使用方法。为防止水倒灌进入氧气转子流量计中，开水前要关闭防
倒灌，或先通入氧气后通水。
b、传质实验操作条件选取：水喷淋密度取10~15m3/(m2?h)，空塔气速0.5~0.8m/s氧
气入塔流量为0.01~0.02 m3/h，适当调节氧气流量，使吸收后的富氧水浓度控制在
不大于19.9mg/l。
c、塔顶和塔底液相氧浓度测定：分别从塔顶与塔底取出富氧水和贫氧水，注意在每
次更换流量的第一次所取样品要倒掉，第二次以后所取的样品方能进行氧含量的
测定，并且富氧水与贫氧水同时进行取样。
d、用测氧仪分析其氧的含量。测量时，对于富氧水，取分析仪数据由增大到减小时
的转折点为数据值；对于贫氧水，取分析仪数据由变小到增大时的转折点为数据
值。同时记录对应的水温。
e、实验完毕，关闭氧气减压阀，再关闭氧气流量调节阀，关闭其他阀门。检查无误以后离开。
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=36.7o
C ，d=0.1m ，h=0.8m
序号
空气流量 （m 3
/h ）
空气压力 （kPa ） 填料塔压降 （kPa ） 1 40 5.33 1.42 2 35 3.97 1.06 3 30 2.82 0.75 4 25 1.93 0.52 5 20 1.25 0.34 6 15 0.73 0.20 7
10
0.35
0.10
处理数据：
表2干床数据处理
序号
校正空气流量 （m 3
/h ）
流速 （m/s ） 单位高度压差 （kPa/m ） logu log(△P/z) 1 40.17 1.42 1.78 0.15 0.25 2 35.60 1.25 1.33 0.10 0.12 3 30.85 1.08 0.94 0.03 -0.03 4 25.93 0.90 0.65 -0.05 -0.19 5 20.88 0.72 0.43 -0.14 -0.37 6 15.74 0.54 0.25 -0.26 -0.60 7 10.53
0.36
0.13
-0。44
-0.90
干塔压降与液速关系图：
单位高度压降p /z
流速u
b)湿塔数据计算 原始数据：
表3湿床数据
T=34.1 o
C ，d=0.1m ，h=0.8m
序号
空气流量 （m 3
/h ）
空气压力 （kPa ） 填料塔压降 （kPa ） 1 7 0.26 0.19 2 9 0.40 0.22 3 11 0.55 0.24 4 13 0.75 0.33 5 15 0.98 0.44 6 17 1.26 0.59 7 19 1.60 0.76 8 21 2.09 1.16 9 23 2.74 1.63 10 25 3.68 2.21 11
26
4.37
2.83
处理数据：
表4湿床数据处理
序号
校正空气流量 （m 3
/h ）
流速 （m/s ） 单位高度压差 （kPa/m ） logu log(△P/z) 1 7.32 0.25 0.24 -0.60 -0.62 2 9.40 0.33 0.28 -0.49 -0.56 3 11.47 0.40 0.30 -0.40 -0.52 4 13.53 0.47 0.41 -0.33 -0.38 5 15.57 0.54 0.55 -0.27 -0.26 6 17.60 0.61 0.74 -0.21 -0.13 7 19.60 0.68 0.95 -0.17 -0.02 8 21.57 0.75 1.45 -0.12 0.16 9 23.47 0.82 2.04 -0.09 0.31 10 25.28 0.89 2.76 -0.05 0.44 11
26.67
0.93
3.54
-0.03
0.55
湿塔压降与液速关系图：
单位高度压降p /z
干塔、湿塔压降与液速曲线
单位高度压降p /z
流速u
计算实例（以干塔第一组数据为例）： 流量校正：122121101.325309.85
4040.17(101.325 5.33)293.25
p T V V p T ?=?
=?=+? 流速确定： 2
40.17 1.42/3600(0.1/2)V u m s A π=
==?? 单位塔高压降确定：
1.42
1.78/0.8
P kPa m z ?== 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 m3
组别空气流量
（m3/h）
空气压力
（kPa）
填料塔压
降（kPa）
氧气浓度
顶（mg/L）
氧气浓度
底（mg/L）
富氧水
温度（o C）
富氧水
温度（o C）
1 15 0.87 0.45 18.68 8.58 28.4 26.3
1 15 0.87 0.45 18.63 8.58 28.6 26.1
2 14 0.78 0.41 19.29 8.39 29.1 26.3
2 14 0.78 0.41 19.31 8.40 28.8 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=0.25m3
组别校正空气
流量
（m3/h）平均温
度
（o C）
亨利
常数
E
液体流量
（mol/h）
气体流量
（mol/h）
亨利
常数
m
1 15.25 27.35 4605678 2031.25 0.0115 45067.55
1 15.25 27.35 4605678 2031.25 0.0115 45067.55
2 14.26 27.7 4631026 2031.25 0.0125 45355.52
2 14.25 27.5 4616544 2031.25 0.0125 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=0.25m3
组别平衡组成
x e1（2）
(×106) 塔顶组成
x1
(×105)
塔底组成
x2
(×106)
平均推动力
D x m
(×106)
系统总压
P总
（Kpa）
传质系数
K x a
(mol/h)
传质单元高度
H oL
（m）
1 4.66 1.05 4.83 1.60 102.195 1150983 0.706
1 4.66 1.05 4.83 1.59 102.195 1149423 0.707
2 4.6
3 1.09 4.72 1.4
4 102.10
5 1372701 0.592 2 4.64 1.09 4.72 1.41 102.105 1406500 0.578
4.实验数据处理
K x a 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：122121101.325300.30
1515.25(101.3250.87)293.25
p T V V p T ?=?=?=+? 塔温：1228.426.327.3522
o T T T C ++=
==平均 亨利系数确定：526(8.6594100.07714 2.56)104605678E t t =-??+?+?= 系统总压确定：101.30.87.19P P P =+?=+总大气塔=1025kPa 亨利系数:4605678m 45067.55102.195E P =
==总
平衡浓度：6e1e2y 0.21
x x 4.6610m 45067.55
-==
==? 塔顶（底）摩尔分率计算：
2
223
353
3318.68101032 1.0510118.68110
10103218
O O H O c M x c M M ρ-??===???++
??顶顶顶（mg/L ）（mg/L ） 同理：5
4.6310x -=?底 平均推动力：61e122m 112221(x -x )()
1.6010()()ln[]ln[]()()
e e e e e x x x x x x x x x x x x ----?X =
==?----顶底顶底
液体流率：23
65102031.25/18
H O V L mol h M ρ??===液（L/h ）
气体流率：()0.0115mol/h G L x x =-=顶底
填料塔体积：2
2
3
3
0.80.05 6.2810p V h r m ππ-=??=??=? 传质系数的确定：336
0.0155
1150983/()6.2810 1.6010
x P m G K a mol m h V x --=
==?????? 传质单元高度：2
2031.25
0.70611509830.05
oL x L H m K a A π===???
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K x a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，K x a近似等于k x a，故液相体积总传质系数K x a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=15.25m 3/h=680.8mol/h
实际0.335V L ??
=
???
51145067.55 1.05100.473e y mx -==??=
565min e12
1.0510 4.8310
2.1610y y 0.4730.21x x V L ----?-???
=
==? ?--??顶底 min
/1551(/)V L
V L =
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 (m 3
/h) 空气表压 (pa) 塔压降 (pa) 塔顶表压 (pa) 空气温
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
编号 空气校正流量 (m 3/h) 流速u (m/s) 单位塔压降 (pa/m) lnu ln(p/z) 1 45.24 1.60 971.53 0.471 6.879 2 40.72 1.44 794.46 0.365 6.678 3 38.46 1.36 632.62 0.308 6.450 4 36.20 1.28 455.66 0.248 6.122 5 33.94 1.20 367.52 0.183 5.907 6 29.41 1.04 295.43 0.040 5.688 7 27.15 0.96 242.62 -0.040 5.491 8 24.89 0.88 202.14 -0.127 5.309 9 22.63 0.80 167.01 -0.222 5.118 10 20.36 0.72 137.30 -0.328 4.922 11
18.10
0.64
110.70
-0.445
4.707
干塔压降与流速的关系
l n p /u
湿塔原始数据
编号 空气流量 (m 3/h) 空气表压 (pa) 塔压降 (pa)
塔顶表压 (pa) 空气温度
1 16.45
3907.47 183.68 1457.89 20 2 18.8 3908.73 236.68 1665.16 20 3 21.15 3910.66 302.20 1872.43 20 4 25.85 3916.38 593.46 2286.97 20 5 28.2 3919.11 782.50 2494.24 20 6 30.55 3916.26 901.98 2701.51 20 7 35.25 3924.36 1164.98 3116.05 20 8 37.6 3919.21 1310.33 3323.32 20 9 39.95 3927.41 1466.01 3530.59 20 10 42.3 3925.45 700359 3737.86 20 11
44.65
3927.91 1473598 3945.13 20 湿塔数据处理
编号 空气校正流量 (m 3/h) 流速u (m/s) 单位塔压降 (pa/m) lnu ln(p/z) 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：
i n p /z
lnu
干塔、湿塔压降与液速曲线：
l n p /z
lnu
最新浙江大学化工原理实验---填料塔吸收实验报告分析解析
实验报告 课程名称：过程工程原理实验（乙） 指导老师： 叶向群 成绩：__________________ 实验名称：吸收实验 实验类型：工程实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 填料塔吸收操作及体积吸收系数测定 1 实验目的： 1.1 了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作； 1.2 观察填料塔的液泛现象，测定泛点空气塔气速； 1.3 测定填料层压降ΔP 与空塔气速u 的关系曲线； 1.4 测定含氨空气—水系统的体积吸收系数K y a 。 2 实验装置： 2.1 本实验的装置流程图如图1： 专业： 姓名： 学号： 日期：2015.12.26 地点：教十2109
2.2物系：水—空气—氨气。惰性气体由漩涡气泵提供,氨气由液氮钢瓶提供，吸收剂水采用自来水，他们的流量分别通过转子流量计。水从塔顶喷淋至调料层与自下而上的含氮空气进行吸收过程，溶液由塔底经过液封管流出塔外，塔底有液相取样口，经吸收后的尾气由塔顶排至室外，自塔顶引出适量尾气，用化学分析法对其进行组成分析。 3 基本原理： 实验中气体流量由转子流量计测量。但由于实验测量条件与转子流量计标定条件不一定相同，故转子流量计的读数值必须进行校正。校正方法如下：
3.2 体积吸收系数的测定 3.2.1相平衡常数m 对相平衡关系遵循亨利定律的物系（一般指低浓度气体），气液平衡关系为： 相平衡常数m与系统总压P和亨利系数E的关系如下： 式中：E—亨利系数，Pa P—系统总压（实验中取塔内平均压力），Pa 亨利系数E与温度T的关系为： lg E= 11.468-1922 / T 式中：T—液相温度（实验中取塔底液相温度），K。 根据实验中所测的塔顶表压及塔顶塔底压差△p，即可求得塔内平均压力P。根据实验中所测的塔底液相温度T，利用式（4）、（5）便可求得相平衡常数m。 3.2.2 体积吸收常数 体积吸收常数是反映填料塔性能的主要参数之一，其值也是设计填料塔的重要依据。本实验属于低浓气体吸收，近似取Y≈y、X≈x。 3.2.3被吸收的氨气量,可由物料衡算 (X1-X2) 式中：V—惰性气体空气的流量，kmol/h；
化工原理氧解吸实验报告
化工原理氧解吸实验报告 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
北京化工大学 化原实验报告学院：化学工程学院 姓名：娄铮 学号： 45 班级：环工1302 同组人员：郑豪，刘定坤，邵鑫 课程名称：化工原理实验 实验名称：氧解吸实验 实验日期： 2014-4-15 实验名称：氧解吸实验 报告摘要：本实验首先利用气体分别通过干填料层、湿填料层，测流体流动引起的填料层压降与空塔气速的关系，利用双对数坐标画出关 系。其次做传质实验求取传质单元高度，利用
K x a =G A /（V p △x m ）]) ()(ln[) ()x -x (112221e22m e e e x x x x x x ----= ?X G A =L （x 2-x 1）求出 HOL= Ω a K L X 一、实验目的及任务： 1) 熟悉填料塔的构造与操作。 2) 观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。 3) 掌握液相体积总传质系数Kx a 的测定方法并分析影响因素。 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。 二、基本原理： 本装置先用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水后，送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需要测定不同液量和气量下的解吸液相体积总传质系数K x a ，并进行关联，得到K x a=AL a V b 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。 1、 填料塔流体力学特性 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。填料层压降—空塔气速关系示意图如下，在双对数坐标系中，此压降对气速作图可得一斜率为~2的直线（图中aa ’）。当有喷淋量时，在低气速下（c 点以前）压降正比于气速的~2次幂，但大于相同气速下干填料的压降（图中bc 段）。随气速的增加，出现载点（图中c 点），持液量开始
化工原理实验报告
实验一 伯努利实验 一、实验目的 1、熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系，加深对柏努利方程式的理解。 2、观察各项能量（或压头）随流速的变化规律。 二、实验原理 1、不可压缩流体在管内作稳定流动时，由于管路条件（如位置高低、管径大小等）的变化，会引起流动过程中三种机械能——位能、动能、静压能的相应改变及相互转换。对理想流体，在系统内任一截面处，虽然三种能量不一定相等，但能量之和是守恒的（机械能守恒定律）。 2、对于实际流体，由于存在内磨擦，流体在流动中总有一部分机械能随磨擦和碰撞转化为热能而损失。故而对于实际流体，任意两截面上机械能总和并不相等，两者的差值即为机械损失。 3、以上几种机械能均可用U 型压差计中的液位差来表示，分别称为位压头、动压头、静压头。当测压直管中的小孔（即测压孔）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（位压头）则为静压头与动压头之和。任意两截面间位压头、静压头、动压头总和的差值，则为损失压头。 4、柏努利方程式 ∑+++=+++f h p u gz We p u gz ρ ρ2222121122 式中： 1Z 、2Z ——各截面间距基准面的距离 （m ） 1u 、2u ——各截面中心点处的平均速度（可通过流量与其截面 积求得） (m/s) 1P 、2p ——各截面中心点处的静压力（可由U 型压差计的液位 差可知） （Pa ） 对于没有能量损失且无外加功的理想流体，上式可简化为 ρ ρ2 2 22121122p u gz p u gz + +=++ 测出通过管路的流量,即可计算出截面平均流速ν及动压g 22 ν，从而可得到各截面测管水头和总水头。 三、实验流程图
化工原理实验实验报告
篇一：化工原理实验报告吸收实验 姓名 专业月实验内容吸收实验指导教师 一、实验名称： 吸收实验 二、实验目的： 1.学习填料塔的操作； 2. 测定填料塔体积吸收系数kya. 三、实验原理： 对填料吸收塔的要求，既希望它的传质效率高，又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的，故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。 （一）、空塔气速与填料层压降关系 气体通过填料层压降△p与填料特性及气、液流量大小等有关，常通过实验测定。 若以空塔气速uo[m/s]为横坐标，单位填料层压降?p[mmh20/m]为纵坐标，在z ?p~uo关系z双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。当液体喷淋量l0=0时，可知 为一直线，其斜率约1.0—2，当喷淋量为l1时，?p~uo为一折线，若喷淋量越大，z ?p值较小时为恒持z折线位置越向左移动，图中l2＞l1。每条折线分为三个区段， 液区，?p?p?p~uo关系曲线斜率与干塔的相同。值为中间时叫截液区，~uo曲zzz ?p值较大时叫液泛区，z线斜率大于2，持液区与截液区之间的转折点叫截点a。 姓名 专业月实验内容指导教师?p~uo曲线斜率大于10，截液区与液泛区之间的转折点叫泛点b。在液泛区塔已z 无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间，此时塔效率最高。 图2-2-7-1 填料塔层的?p~uo关系图 z 图2-2-7-2 吸收塔物料衡算 （二）、吸收系数与吸收效率 本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨，氨易溶于水，故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小，则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律，吸收姓名 专业月实验内容指导教师平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。其吸收速率方程可用下式表示： na?kya???h??ym（1）式中：na——被吸收的氨量[kmolnh3/h]；?——塔的截面积[m2] h——填料层高度[m] ?ym——气相对数平均推动力 kya——气相体积吸收系数[kmolnh3/m3·h] 被吸收氨量的计算，对全塔进行物料衡算（见图2-2-7-2）： na?v(y1?y2)?l(x1?x2) （2）式中：v——空气的流量[kmol空气/h] l——吸收剂（水）的流量[kmolh20/h] y1——塔底气相浓度[kmolnh3/kmol空气] y2——塔顶气相浓度[kmolnh3/kmol空气] x1，x2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolnh3/kmolh20] 由式（1）和式（2）联解得： kya?v(y1?y2)（3） ??h??ym 为求得kya必须先求出y1、y2和?ym之值。 1、y1值的计算：
氧吸收解吸系数测定实验报告
氧吸收/解吸系数测定实验报告 一、实验目的 1、了解传质系数的测定方法； 2、测定氧解吸塔内空塔气速与液体流量对传质系数的影响； 3、掌握气液吸收过程液膜传质系数的实验测定方法； 4、关联圆盘塔液膜传质系数与液流速率之间的关系； 4、掌握VOC 吸收过程传质系数的测定方法。 二、实验原理 1) 吸收速率 吸收是气、液相际传质过程，所以吸收速率可用气相内、液相内或两相间传质速率表示。在连续吸收操作中，这三种传质速率表达式计算结果相同。对于低浓度气体混合物单组分物理吸收过程，计算公式如下。 气相内传质的吸收速率： )(i y A y y F k N -= 液相内传质的吸收速率： )(x x F k N i x A -= 气、液相相际传质的吸收速率： )()(**x x F K y y F K N x y A -=-= 式中：y ，y i ——气相主体和气相界面处的溶质摩尔分数； x ，x i ——液相主体和液相界面处的溶质摩尔分数； x *，y *——与x 和y 呈平衡的液相和气相摩尔分数； k x ，K x ——以液相摩尔分数差为推动力的液相分传质系数和总传质系数； k y ，K y ——以气相摩尔分数差为推动力的气相分传质系数和总传质系数； F ——传质面积，m 2。 对于难溶气体的吸收过程，称为液膜控制，常用液相摩尔分数差和液相传质系数表达吸收速率式。 对于易溶气体的吸收过程，称为气膜控制，常用气相摩尔分数差和气相传质系数表达吸收速率式。 本实验为一解吸过程，将空气和富氧水接触，因富氧水中氧浓度高于同空气处于平衡的水中氧浓度，富氧水中的氧向空气中扩散。解吸是吸收的逆过程，传质方向与吸收相反，其 原理和计算方法与吸收类似。但是传质速率方程中的气相推动力要从吸收时的(y －y * )改为 解吸时的(y *－y )，液相推动力要从吸收时的(x *－x )改为解吸时的(x －x * )。 2) 吸收系数和传质单元高度 吸收系数和传质单元高度是反映吸收过程传质动力学特性的参数，是吸收塔设计计算的必需数据。其数值大小主要受物系的性质、操作条件和传质设备结构形式及参数三方面的影响。由于影响因素复杂，至今尚无通用的计算方法，一般都是通过实验测定。 本实验计算填料解吸塔的体积传质系数K x a (kmol/(m 3 ·h))的公式如下：
化工原理实验讲义全
化工原理实验 讲义 专业:环境工程 应用化学教研室 2015.3
实验一 流体机械能转化实验 一、实验目的 1、了解流体在管流动情况下，静压能、动能、位能之间相互转化关系，加深对伯努利方程的理解。 2、了解流体在管流动时，流体阻力的表现形式。 二、实验原理 流动的流体具有位能、动能、静压能、它们可以相互转换。对于实际流体， 因为存在摩擦，流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞，而被损失掉。所以对于实际流体任意两截面，根据能量守恒有： 2211221222f p v p v z z H g g g g ρρ++=+++ 上式称为伯努利方程。 三、实验装置（d A =14mm ，d B =28mm ，d C =d D =14mm ，Z A -Z D =110mm ） 实验装置与流程示意图如图1-1所示，实验测试导管的结构见图1-2所示： 图1-1 能量转换流程示意图
图1-2实验导管结构图 四、操作步骤 1.在低位槽中加入约3/4体积的蒸馏水，关闭离心泵出口上水阀及实验测试 导管出口流量调节阀和排气阀、排水阀，打开回水阀后启动离心泵。 2.将实验管路的流量调节阀全开，逐步开大离心泵出口上水阀至高位槽溢流 管有液体溢流。 3.流体稳定后读取并记录各点数据。 4.关小流量调节阀重复上述步骤5次。 5.关闭离心泵出口流量调节阀后，关闭离心泵，实验结束。 五、数据记录和处理 表一、转能实验数据表 流量（l/h） 压强mmH2O 压强 mmH2O 压强 mmH2O 压强 mmH2O 压强 mmH2O 压强 mmH2O 测试点标 号 1 2 3 4 5 6 7 8
化工原理实验—吸收
化工原理实验—吸收 一、实验目的 1．了解填料吸取塔的结构和流程； 2．了解吸取剂进口条件的变化对吸取操作结果的阻碍； 3．把握吸取总传质系数Kya 的测定方法 4. 学会使用GC 二、实验原理 吸取操作是分离气体混合物的方法之一，在实际操作过程中往往同时具有净化与回收双重目的。因而，气体出口浓度y2是度量该吸取塔性能的重要指标，但阻碍y2的因素专门多，因为吸取传质速率NA 由吸取速率方程式决定。 (一). 吸取速率方程式： 吸取传质速率由吸取速率方程决定 ： m y A y aV K N ?=填 或 m y A y A K N ?= 式中： Ky 气相总传系数，mol/m3.s ； A 填料的有效接触面积，m2； Δym 塔顶、塔底气相平均推动力， V 填 填料层堆积体积，m3； Kya 气相总容积吸取传质系数，mol/m2.s 。 从前所述可知，NA 的大小既与设备因素有关，又有操作因素有关。
(二).阻碍因素： 1．设备因素： V 填与填料层高度H 、填料特性及放置方式有关。然而，一旦填料塔制成，V 填就为一定值。 2．操作因素： a ．气相总容积吸取传质系数Kya 按照双膜理论，在一定的气温下，吸取总容积吸取传质系数Kya 可表示成： a k m a k a K x y y +=11 又有文献可知：a y G A a k ?=和b x L B a k ?=，综合可得 b a y L G C a K ?=，明显Kya 与气体流量及液体流量均有紧密关系。 比较a 、b 大小，可讨论气膜操纵或液膜操纵。 b ．气相平均推动力Δym 将操作线方程为：22)(y x x G L y +-=的吸取操作线和平稳线方程为：y ＝mx 的平稳线在方格纸上作图，从图5-1中可得知： 2 12 1ln y y y y y m ???-?= ? 图5-1 吸取操作线和平稳线 其中 ；11*111mx y y y y -=-=?，22* 2 22mx y y y y -=-=?，另外，从图5-1中还可看出，该塔是塔顶接近平稳。 (三). 吸取塔的操作和调剂： 吸取操作的结果最终表现在出口气体的组成y2上，或组分的回收率η上。在低浓度气体吸取时，回收率η可近似用下式运算：
大二化工原理吸收练习题.doc
化工原理吸收部分模拟试题及答案 1.最小液气比(L/V)min只对（）（设计型，操作型）有意义，实际操作时，若(L/V)﹤(L/V)min ， 产生结果是（）。 答：设计型吸收率下降，达不到分离要求 2.已知分子扩散时，通过某一考察面PQ 有三股物流：N A，J A，N。 等分子相互扩散时： J A（）N A（）N （）0 A组分单向扩散时： N （）N A（）J A（）0 （﹤，﹦，﹥） 答：= > = ，< > > 。 3.气体吸收时，若可溶气体的浓度较高，则总体流动对传质的影响（）。 答：增强 4.当温度升高时，溶质在气相中的分子扩散系数（），在液相中的分子扩散系数（）。答；升高升高 5.A，B两组分等摩尔扩散的代表单元操作是（），A在B中单向扩散的代表单元操作是 （）。 答：满足恒摩尔流假定的精馏操作吸收 6.在相际传质过程中，由于两相浓度相等，所以两相间无净物质传递（）。（错，对） 答：错 7.相平衡常数m=1，气膜吸收系数 k y=1×10-4Kmol/(m2.s)，液膜吸收系数 k x 的值为k y 的100倍，这一 吸收过程为（）控制，该气体为（）溶气体，气相总吸收系数 K Y=（） Kmol/(m2.s)。（天大97） 答：气膜易溶 9.9×10-4 8.某一吸收系统，若1/k y 》1/k x,则为气膜控制，若 1/k y《1/k x,则为液膜控制。（正，误）。 答：错误，与平衡常数也有关。 9.对于极易溶的气体，气相一侧的界面浓度y I 接近于（），而液相一侧的界面浓度x I 接近于 （）。 答：y*（平衡浓度） x（液相主体浓度） 10.含SO2为10%（体积）的气体混合物与浓度C= 0.02 Kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下接触，操 作条件下两相的平衡关系为 p*=1.62 C (大气压)，则 SO2将从（）相向（）转移，以气相组成表示的传质总推动力为（）大气压，以液相组成表示的传质总推动力为（）Kmol/m3 。 答：气液 0.0676 0.0417 11.实验室中用水吸收 CO2基本属于（）控制，其气膜中浓度梯度（）（大于，小于，等于） 液膜浓度梯度，气膜阻力（）液膜阻力。（清华97） 答：液膜小于小于
化工原理实验思考题答案
实验1单项流动阻力测定 （1）启动离心泵前，为什么必须关闭泵的出口阀门？ 答：由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。 （2）作离心泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生，而阻力实验对泵灌水却无要求，为什么？ 答：阻力实验水箱中的水位远高于离心泵，由于静压强较大使水泵泵体始终充满水，所以不需要灌水。 （3）流量为零时，U形管两支管液位水平吗？为什么？ 答：水平，当u=0时柏努利方程就变成流体静力学基本方程： Z l P l ? :?g =Z2 P2；g,当P l = P2 时，Z I = Z2 （4 ）怎样排除管路系统中的空气？如何检验系统内的空气已经被排除干净？ 答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后，打开U形管顶部的阀门，利用空气压强使U形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。 （5）为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘？ 答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。 （6）你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？ 答：测流量用转子流量计、测压强用U形管压差计，差压变送器。转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。U形管压差计结构简单，使用方便、经济。差压变送器，将压差转换 成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测 大流量下的压强差。 （7 ）读转子流量计时应注意什么？为什么？ 答：读时，眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误^^。 （8）两个转子能同时开启吗？为什么？ 答：不能同时开启。因为大流量会把U形管压差计中的指示液冲走。 （9 ）开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转，为什么工厂操作会形成这种习惯？答：顺时针旋转方便顺手，工厂遇到紧急情况时，要在最短的时间，迅速关闭阀门，久而久之就形成习惯。当然阀门制造商也满足客户的要求，阀门制做成顺关逆开。 （10）使用直流数字电压表时应注意些什么？ 答：使用前先通电预热15分钟，另外，调好零点（旧设备），新设备，不需要调零点。如果有波动，取平均值。 （11）假设将本实验中的工作介质水换为理想流体，各测压点的压强有何变化？为什么？答：压强相等，理想流体u=0,磨擦阻力F=0,没有能量消耗，当然不存在压强差。 Z j +P/? +uj/2g =Z2 +u；/2g , T d1=d2 二U1=U2 又T Z1=Z2 （水平管）P1 = P2 （12）离心泵送液能力，为什么可以通过出口阀调节改变？往复泵的送液能力是否也可采用同样的调节方法？为什么？ 答：离心泵送液能力可以通过调节出口阀开度来改变管路特性曲线，从而使工作点改变。往复泵是正往移泵 流量与扬程无关。若把出口堵死，泵内压强会急剧升高，造成泵体，管路和电机的损 坏。 （13）本实验用水为工作介质做出的入一Re曲线，对其它流体能否使用？为什么？
化工原理吸收实验报告
一、实验目的 1.了解填料塔的一般结构及吸收操作的流程。 2.观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。 3.掌握总传质系数K x a的测定方法并分析其影响因素。 4.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。 二、实验原理 本实验先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数K x a，并进行关联，得K x a=AL a V b的关联式。同时对不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。 1.填料塔流体力学特性 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△P/Z对G＇作图得到一条斜率为1.8～2的直线（图1中的aa线）。而有喷淋量时，在低气速时（c点以前）压降也比例于气速的1.8～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。随气速增加，出现载点（图中c点），持液量开始增大。图中不难看出载点的位置不是十分明确，说明汽液两相流动的相互影响开始出现。压降～气速线向上弯曲，斜率变徒（图中cd段）。当气体增至液泛点（图中d点，实验中可以目测出）后在几乎不变的气速下，压降急剧上升。 图1 填料层压降-空塔气速关系
2.传质实验 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。 本实验对富氧水进行解吸。由于富氧水浓度很小，可认为气液两相平衡服从亨利定律，可用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。得速率方程式： m p X A x V a K G ???= m p A x X /V G a K ?=? 2 211ln ) 22()11(e e e e m x x x x x x x x x --?---= )x -L(x G 21A = Ω?=Z V p 相关的填料层高度的基本计算式为： OL OL x x e x N H x x dx a K L Z ?=-Ω=?12 OL OL N Z H = 其中， m x x e OL x x x x x dx N ?-= -=?2 11 2 Ω=a K L H x OL 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y-x 图中，解吸过程的操作线在平衡系下方，在实验是一条平行于横坐标的水平线（因氧在水中浓度很小）。 三、实验装置流程 1.基本数据 解吸塔径φ=0.1m,吸收塔径φ=0.032m ，填料层高度0.8m （陶瓷拉西环、陶瓷波纹板、金属波纹网填料）和0.83m （金属θ环）。
化工原理氧解吸实验报告
北京化工大学 化原实验报告 学院：化学工程学院 姓名：娄铮 学号： 2013011345 班级：环工1302 同组人员：郑豪，刘定坤，邵鑫 课程名称：化工原理实验 实验名称：氧解吸实验 实验日期： 2014-4-15
实验名称： 氧 解 吸 实 验 报告摘要：本实验首先利用气体分别通过干填料层、湿填料层，测流体流动引起的填料层压 降与空塔气速的关系，利用双对数坐标画出关系。其次做传质实验求取传质单元高度，利用 K x a =G A /（ V p △x m ）]) ()(ln[) ()x -x (112221e22m e e e x x x x x x ----=?X G A =L （x 2-x 1）求出 H OL = Ω a K L X 一、实验目的及任务： 1) 熟悉填料塔的构造与操作。 2) 观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。 3) 掌握液相体积总传质系数K x a 的测定方法并分析影响因素。 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。 二、基本原理： 本装置先用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水后，送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需要测定不同液量和气量下的解吸液相体积总传质系数K x a ，并进行关联，得到K x a =AL a V b 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。 1、 填料塔流体力学特性 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。填料层压降—空塔气速关系示意图如下，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 ’）。当有喷淋量时，在低气速下（c 点以前）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（图中bc 段）。随气速的增加，出现载点（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、传质实验 在填料塔中，两相传质主要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的填料高度，其计算方法有传质系数、传质单元法和等板高度法。 本实验是对富氧水进行解吸，如图下所示。由于富氧水浓度很低，可以认为气液两相平衡关系服从亨利定律，及平衡线位置线，操作线也是直线，因此可以用对数平均浓 l g △p
化工原理实验指导书
化工原理实验指导书 目录
实验一流体流淌阻力的测定 (1) 实验二离心泵特性曲线的测定 (5) 实验三传热系数测定实验 (7) 实验四筛板式精馏塔的操作及塔板效率测定 (9) 实验五填料塔吸取实验 (12) 演示实验柏努利方程实验 (14) 雷诺实验 (16) 实验一流体流淌阻力的测定 一、实验目的
1、了解流体在管道内摩擦阻力的测定方法； 2、确定摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系。 二、差不多原理 由于流体具有粘性，在管内流淌时必须克服内摩擦力。当流体呈湍流流淌时，质点间不断相互碰撞，引起质点间动量交换，从而产生了湍动阻力，消耗了流体能量。流体的粘性和流体的涡流产生了流体流淌的阻力。在被侧直管段的两取压口之间列出柏努力方程式，可得： ΔP f =ΔP L —两侧压点间直管长度(m) d —直管内径(m) λ—摩擦阻力系数 u —流体流速（m/s ） ΔP f —直管阻力引起的压降（N/m 2 ） μ—流体粘度（Pa.s ） ρ—流体密度（kg/m 3 ） 本实验在管壁粗糙度、管长、管径、一定的条件下用水做实验，改变水流量，测得一系列流量下的ΔP f 值，将已知尺寸和所测数据代入各式，分不求出λ和Re ，在双对数坐标纸上绘出λ～Re 曲线 。 三、实验装置简要讲明 水泵将储水糟中的水抽出，送入实验系统，第一经玻璃转子流量计测量流量，然后送入被测直管段测量流体流淌的阻力，经回流管流回储水槽，水循环使用。 被测直管段流体流淌阻力△P 可依照其数值大小分不采纳变压器或空气—水倒置U 型管来测量。 四、实验步骤: 1、向储水槽内注蒸馏水,直到水满为止。 2、大流量状态下的压差测量系统,应先接电预热10-15分钟,观擦数字外表的初始值并记录后方可启动泵做实验。 3、检查导压系统内有无气泡存在.当流量为0时打开B1、B2两阀门，若空气－水倒置U 型管内两液柱的高度差不为0，则讲明系统内有气泡存在,需要排净气泡方可测取数据。 排气方法：将流量调至较大，排除导压管内的气泡，直至排净为止。 4、测取数据的顺序可从大流量至小流量，反之也可，一样测15～20组数，建议当流量读数小于300L/h 时，用空气—水倒置U 型管测压差ΔP 。 5、待数据测量完毕，关闭流量调剂阀，切断电源。 五、使用实验设备应注意的事项： 2 2u d L P h f f ?=?= λ ρ 2 2u P L d f ??= ρλμ ρ du = Re
化工原理实验—吸收
填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定 一、实验目的 1．了解填料吸收塔的结构和流程； 2．了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响； 3．掌握吸收总传质系数K y a 的测定方法 4. 学会使用GC 二、实验原理 吸收操作是分离气体混合物的方法之一，在实际操作过程中往往同时具有净化与回收双重目的。因而，气体出口浓度y 2是度量该吸收塔性能的重要指标，但影响y 2的因素很多，因为吸收传质速率N A 由吸收速率方程式决定。 (一). 吸收速率方程式： 吸收传质速率由吸收速率方程决定 ： m y A y aV K N ?=填 或 m y A y A K N ?= 式中： Ky 气相总传系数，mol/m 3.s ； A 填料的有效接触面积，m 2； Δy m 塔顶、塔底气相平均推动力， V 填 填料层堆积体积，m 3； K y a 气相总容积吸收传质系数，mol/m 2.s 。
从前所述可知，N A 的大小既与设备因素有关，又有操作因素有关。 (二).影响因素： 1．设备因素： V 填与填料层高度H 、填料特性及放置方式有关。然而，一旦填料塔制成，V 填就为一定值。 2．操作因素： a ．气相总容积吸收传质系数K y a 根据双膜理论，在一定的气温下，吸收总容积吸收传质系数K y a 可表示成： a k m a k a K x y y +=11 又有文献可知：a y G A a k ?=和b x L B a k ?=，综合可得b a y L G C a K ?=，显然K y a 与气体流量及液体流量均有密切关系。比较a 、b 大小，可讨论气膜控制或液膜控制。 b ．气相平均推动力Δy m 将操作线方程为：22)(y x x G L y +-= 的吸收操作线和平衡线方程为：y ＝mx 的平衡线在方格纸上作图，从图5-1中可得知： 2 12 1ln y y y y y m ???-?= ?
2014化工原理实验复习提纲(下册)：
第一部分 实验基础知识 1、 如何读取实验数据 2、 如何写实验报告 3、 数据处理 一、实验数据的误差分析 1. 真值 2、平均值及其种类 3、误差的分类 4、精密度和精确度 5、实验数据的记数法和有效数字 错误认识：小数点后面的数字越多就越正确，或者运算结果保留位数越多越准确。 二、实验数据处理 实验数据中各变量的关系可表示为列表式，图示式和函数式。 第二部分 实验内容 a log log log log ln ln ln ln ln 1212=--+=?=+=?=截矩直线的斜率＝真值，双对数坐标半对数坐标x x y y x b a y ax y bx a y ae y b bx Θ
每个实验的原理、操作方法、仪表的使用、实验记录、数据处理、思考题 一、精馏实验： 物系、实验原理、流程图、数据处理（用公式表示）、思考题 1)测定指定条件下的全塔效率或等板高度 2)操作中可调节可控制的量 3)物料浓度的测定方法 4)操作步骤，先全回流，再确定一定回流比操作，为什么 5)实验中出现异常现象（液泛，无回流），如何判断？如何处理？ 6)进料状态对精馏塔的操作有何影响？确定q线需要测定哪几个 量？查取进料液的汽化潜热时定性温度应取何值？ 7)什么是全回流？全回流操作的标志有哪些？在生产中有什么实际 意义？ 8)其他条件都不变，只改变回流比，对塔性能会产生什么影响？ 9)进料板位置是否可以任意选择，它对塔的性能有何影响？ 10)为什么酒精蒸馏采用常压操作而不采用加压蒸馏或真空蒸馏？ 11)将本塔适当加高，是否可以得到无水酒精？为什么？ 12)影响精馏塔操作稳定的因素有哪些？如何确定精馏塔操作已达 稳定？本实验装置能否精馏出98%（质量）以上的酒精？为什么？ 13)各转子流量计测定的介质及测量条件与标定时的状态不同，应如 何校正？
化工原理实验报告(氧解析)
化工原理实验报告 实验名称：氧解析实验 班级：化实1101 学号：2011011499 姓名：张旸 同组人：陈文汉，黄凤磊，杨波 实验日期：2014.04.14
一、 报告摘要 本实验利用气体分别通过干、湿填料层，测流体流动因其的填料层压降与空塔气速的 关系，并利用双对数坐标画出关系。同时，做传质实验求取传质单元高度，利用公式求取H OL 二、实验目的及任务 1、熟悉填料塔的构造与操作。 2、观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。 3、掌握液相体积总传质系数K x a 的测定方法并分析影响因素。 4、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。 三、实验原理 本装置先用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水后，送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需要测定不同液量和气量下的解吸液相体积总传质系数K x a 并进行关联，得到K x a =AL a V b 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。 1、 填料塔流体力学特性 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。填料层压降—空塔气速关系示意图如下，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’）。当有喷淋量时，在低气速下（c 点以前）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（图中bc 段）。随气速的增加，出现载点（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、传质实验 在填料塔中，两相传质主要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的填料高度，其计算方法有传质系数、传质单元法和等板高度法。 本实验是对富氧水进行解吸，如图下所示。由于富氧水浓度很低，可以认为气液两相平衡关系服从亨利定律，及平衡线位置线，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程为： G A =K x a V p △x m 即K x a = G A / （ V p △x m ） 其中]) ()(ln[)()x -x (112221e22m e e e x x x x x x ----= ?X lg u a l g △p a’ b c d 填料层压降—空塔气速示意 x 1 y 1 y 2 x 2
化工原理实验答案汇编
实验四 1.实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响? 无影响。因为Q=αA△t m，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由 于蒸汽的温度不变，故△t m不变，而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响， 所以传热效果不变。 2.蒸汽冷凝过程中，若存在不冷凝气体，对传热有何影响、应采取什么 措施？ 不冷凝气体的存在相当于增加了一项热阻，降低了传热速率。冷凝器 必须设置排气口，以排除不冷凝气体。 3.实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷 凝水？ 冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速 率。在外管最低处设置排水口，及时排走冷凝水。 4.实验中，所测定的壁温是靠近蒸汽侧还是冷流体侧温度？为什么？传热系数k 接近于哪种流体的 壁温是靠近蒸汽侧温度。因为蒸汽的给热系数远大于冷流体的给热系 数，而壁温接近于给热系数大的一侧流体的温度，所以壁温是靠近蒸汽侧温度。而总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数 5.如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？ 基本无影响。因为α∝(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4，当蒸汽压强增加时，r 和△t 均增加，其它参数不变，故(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4变化不大，所以认为蒸汽压强对α关联式无影响。 实验五固体流态化实验 1.从观察到的现象，判断属于何种流化？ 2.实际流化时，p为什么会波动？ 3.由小到大改变流量与由大到小改变流量测定的流化曲线是否重合，为什么？4流体分布板的作用是什么？ 实验六精馏 1．精馏塔操作中，塔釜压力为什么是一个重要操作参数，塔釜压力与哪些因素有关? 答（1）因为塔釜压力与塔板压力降有关。塔板压力降由气体通过板上孔口或通道时为克服局部阻力和通过板上液层时为克服该液层的静压力而引起，因而塔板压力降与气体流量（即塔内蒸汽量）有很大关系。气体流量过大时，会造成过量液沫夹带以致产生液泛，这时塔板压力降会急剧加大，塔釜压力随之升高，因此本实验中塔釜压力可作为调节塔釜加热状况的重要参考依据。（2）塔釜温度、流体的粘度、进料组成、回流量。 2．板式塔气液两相的流动特点是什么? 答：液相为连续相，气相为分散相。 3．操作中增加回流比的方法是什么，能否采用减少塔顶出料量D的方法? 答：（1）减少成品酒精的采出量或增大进料量，以增大回流比；（2）加大蒸气量，增加塔顶冷凝水量，以提高凝液量，增大回流比。
化工原理实验报告吸收实验要点
姓名 院 专业 班 年 月 日 实验内容 指导教师 一、 实验名称： 吸收实验 二、实验目的： 1.学习填料塔的操作； 2. 测定填料塔体积吸收系数K Y a . 三、实验原理： 对填料吸收塔的要求，既希望它的传质效率高，又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的，故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。 （一）、空塔气速与填料层压降关系 气体通过填料层压降△P 与填料特性及气、液流量大小等有关，常通过实验测定。 若以空塔气速o u [m/s]为横坐标，单位填料层压降Z P ?[mmH 20/m]为纵坐标，在双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。当液体喷淋量L 0=0时，可知 Z P ?~o u 关系为一直线，其斜率约1.0—2，当喷淋量为L 1时，Z P ?~o u 为一折线，若喷淋量越大，折线位置越向左移动，图中L 2＞L 1。每条折线分为三个区段， Z P ?值较小时为恒持液区，Z P ?~o u 关系曲线斜率与干塔的相同。Z P ?值为中间时叫截液区，Z P ?~o u 曲线斜率大于2，持液区与截液区之间的转折点叫截点A 。 Z P ?值较大时叫液泛区，吸收实验
姓名 院 专业 班 年 月 日 实验内容 指导教师 Z P ?~o u 曲线斜率大于10，截液区与液泛区之间的转折点叫泛点B 。在液泛区塔已无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间，此时塔效率最高。 图2-2-7-1 填料塔层的Z P ?~o u 关系图 图2-2-7-2 吸收塔物料衡算 （二）、吸收系数与吸收效率 本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨，氨易溶于水，故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小，则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律，吸收
氧解析实验报告(终稿)
氧解析实验报告 课程名称：化工原理实验 学校：北京化工大学 学院：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工 1001 学号： 17 姓名：闵翔 实验日期： 2013年4月8日 同组人员：吕博杨、刘子彦、玛莎莉娜
一、实验摘要 本实验利用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水，送入解析塔顶再用空气进行解析，测定不同液量和气量下的解析液相体积总传质系数，并进行关联，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。 二、实验目的及任务 1、熟悉填料塔的构造与操作。 2、观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。 3、掌握液相体积总传质系数K x a的测定方法并分析影响因素。 4、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。 三、基本原理 1、填料塔流体力学特性 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。填料层“压降—空塔气速”关系示意如图1所示。
（1）在双对数坐标系中，此压降对气速作图可得斜率为~2的直线（图中Aa直线）。 （2）当有喷淋量时，在低气速下（c点以前）压降正比于气速的~2次方，但大于相同气速下干填料的压降（图中bc段）。 （3）随气速的增加，出现载点（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）。 （4）到液泛点（图中d点）后，在几乎不变的气速下，压降急剧上升。 图1填料层“压降—空塔气速”关系
2、传质实验 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的填料高度，其计算方法有传质系数、传质单元法和等板高度法。 本实验是对富氧水进行解吸，如图2所示。由于富氧水浓度很低，可以认为气液两相平衡关系服从亨利定律，即平衡线为直线，操作线也为直线，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程为 m p x A X aV K G ?=， 即m P A x X V G a K ?=/ ])()(ln[) ()(11221122e e e e m x x x x x x x x X -----=? ()12x x L G A -= Ω=Z V P 相关填料层高度的基本计算式为： OL OL x x e x N H x x dx a K L Z =-Ω=?12
四川大学化工原理气体吸收实验
气体吸收实验 1.实验目的 （1）观测气、液在填料塔内的操作状态，掌握吸收操作方法。 （2）测定在不同喷淋量下，气体通过填料层的压降与气速的关系曲线。 （3）测定在填料塔内用水吸收CO2的液相体积传质系数K X a。 （4）对不同填料的填料塔进行性能测试比较。 2.实验原理 （1）气体吸收是运用混合气体中各种组分在同一溶液中的溶解度的差异，通过气液充分接触，溶解度较大的气体组分进入液相而与其他组分分离的操作。 气体混合物以一定气速通过填料塔内的填料层时，与吸收剂液相想接触，进行物资传递。气，夜两项在吸收塔内除物质传递外，其流动相互影响，还具有自己的流体力学特征。填料塔的流体力学特征是吸收设备的重要参数，他包括了压降和液泛的重要规律。 填料塔的流体力学特征是以气体通过填料层所产生的压降来表示。该压降在填料因子、填料层高度、液体喷淋密度一定的情况下随气体速度变化而变化，与压降与气速的关系如图。 气体通过干填料层时，其压降与空塔时，其压降与空气塔气速的函数关系在双对数坐标上为一条直线，其斜率为 1.8-2.0.当有液体喷淋时，气体低速流过填料层，压降与气速的关系几乎与L=0的关系线平行，随着气速的增加出现载点B 与B’，填料层内持液量增加，压降与气速的关系关联线向上弯曲，斜率变大，当填料层持液越积越多时，气体的压降几乎是垂直上升，气体以泡状通过液体，出现液泛现象，P-U线出现载点C，称此点为泛点。 （2）反应填料塔性能的主要参数之一是传质系数。影响传质系数的因素很多，对不同系统和不同吸收设备，传质系数各不相同，所以不可能有一个通用的计算式计算传质系数。 本实验采用水来吸收空气中的CO2，常压下CO2在水中的溶解度比较小，用水吸收CO2的操作中是液膜控制吸收的过程，所以在低浓度吸收时填料的计算式
宁波工程学院12级化工原理下试卷-B(带答案)
工程学院 2014-2015学年第 一 学期 《化工原理Ⅱ》课程期末考试卷B 卷 本试卷适用班级：化工12-1、12-2、12-3、12-4、12-5、12-6 考试时间为：2个小时 一、 填空（每2分，共 30分） 1. 1. 蒸馏是分离 液体混合物 的一种常用方法，其分离依据是 挥发度的差异 。 2. 某二元混合物，进料量为3600 kmol/h ，x F = 0.4，要求塔顶x D 不小于0.9，则塔顶最大产量为 1600 kmol/h 。 3. 精馏塔设计时，原料液流量F 和组成x F ，塔顶馏出液组成x D ，釜液组成x w 已定，回流比R 不变。 将加料热状态由原来的饱和蒸汽加料改为饱和液体，则所需理论板数N T 减小 ， 提馏段上升蒸汽量V' 增大 。（增大、减小、不变） 由题意可知，D 不变，又R 不变，V=（R+1）D ，故V 不变；由V'= V -（1-q ）F ，q 从1变为0，故V'增大。 4. 用清水逆流吸收空气中的氨气，在一吸收率为98%的填料吸收塔中进行，进塔气体中氨气的摩尔分数为10%，则出塔气体中氨气的摩尔分数为 0.22% 。 max 36000.4900/0.9F D Fx D kmol h x ?===
5. 某吸收塔中，物系的平衡线方程为y=1.2x ，操作线方程为y=2.0x+0.001，当y 1=0.10， y 2=0.02时，x 1= 0.0495 ，x 2= 0.0095 ，气相传质单元数N OG = 3.88 。 6. 常压下，x=0.1的溶液与y=0.15的气体等温接触，该传质过程的推动力为 0.03 atm 。 若系统温度升高，传质推动力将 减小 ；若系统总压增高，传质推动力将 增大 。 （此条件下的系统的平衡关系为：p=1.2x ；压力p 单位：atm 。） ()1220.10.111110.10.111110.980.00220.00220.00220.22%10.0022 Y Y y ==-=?-====+()12120.10.0010.020.0010.0495;0.0095220.1 1.20.04950.04060.02 1.20.00950.00860.04060.00860.0206ln 0.0406/0.00860.10.02 3.880.0206m OG x x y y y N --= ===?=-?=?=-?=-?==-==10.15 1.20.10.03p p atm *-=?-?=