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化工原理实验报告
实
验
名
称：
填料吸收传质系数的测定
学专
院：业：
化学工程学院化学工程与工艺
f1、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、掌握总传质系数Kxa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，利用船只速率方程处理传质问题的办法。
一、实验原理
本装置先用吸收柱讲将水吸收纯氧形成富氧水后并流操作，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
KxaALaVb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
验引入了计算机在线数据采集技术，加快了数据记录与处理的速度。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，此压降对气速作图可得一斜率为18～2的直线图中aa线。当有喷淋量时，在低气速下c点以前压降也正比于气速的18～2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，出现载点图1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。
图一
填料层压降空塔气速关系示意图
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。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：
GAKxaVpxm
fKxaGAVpxm
其中
xm
x1xe1x2xe2xxe1l
1x2xe2
VpZ
GALx1x2
相关的填料层高度的基本计算式为：
Z
x1Ldx∫x2xexHOLNOLKxa
即HOLZNOL
LKxa
其中
NOL∫
x1
x2
dxxx21xexxm
，HOL
式中：GA单位时间内氧的解吸量KmolhKxa总体积传质系数Kmolm3hxVP填料层体积m3xm液相对数平均浓度差x1x2Z液相进塔时的摩尔分率塔顶液相出塔的摩尔分率塔底填料层高度m塔截面积m2xe1与出塔气相y1平衡的液相摩尔分率塔顶xe2与进塔气相y2平衡的液相摩尔分r