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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
院：
化学工程学院
专
业：
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

x1
xe1x2l
x1xe1
xe2
x2xe2
GALx1x2
相关的填料层高度的基本计算式为：
VpZ
ZLKxa
x1x2
dxxe
x

HOL

NOL
即HOLZNOL
其中
NOL
x1dxx1x2
x2xex
xm
，
HOL

LKxa
式中：GA单位时间内氧的解吸量KmolhKxa总体积传质系数Kmolm3hΔxVP填料层体积m3Δxm液相对数平均浓度差x1液相进塔时的摩尔分率塔顶xe1与出塔气相y1平衡的液相摩尔分率塔顶x2液相出塔的摩尔分率塔底xe2与进塔气相y2平衡的液相摩尔分率塔底Z填料层高度mΩ塔截面积m2L解吸液流量KmolhHOL以液相为推动力的传质单元高度NOL以液相为推动力的传r