吸收实验说明.doc

吸收实验说明1、实验装置和流程 图1 氧气吸收解吸实验带控制点工艺流程图1、氧气钢瓶 2、氧气减压阀 3、氧气缓冲罐 4、氧转子流量计 5、防水倒灌阀 6、循环水罐 7、水泵 8、水流量调节阀 9、水转子流量计 10、涡轮流量计 11、风机 12、空气缓冲罐 13、空气温度表 14、空气流量调节阀 15、空气转子流量计 16、空气压力压差计 17、全塔压降压差计 18、孔板流量计 19、吸收塔 20、富氧水取样阀 21、解吸塔 22、贫氧水取样阀 吸收塔内径0.032m，填料高0.5m，装6mm金属环填料。解吸塔内径0.10m，填料高0.75m，装陶瓷拉西环、金属环或塑料型填料。 氧气由氧气钢瓶1供给，经减压阀2进入氧气缓冲罐3，稳压在0.040.05MPa,为确保安全，缓冲罐上装有安全阀，当缓冲罐内压力达到0.15MPa时，安全阀自动开启。氧气流量调节阀调节氧气流量，并经转子流量计4计量，进入吸收塔中。自来水经水转子流量计9调节流量，由转子流量计计量后进入吸收塔19。在吸收塔内氧气与水并流接触，形成富氧水，富氧水经管道在解吸塔21的顶部喷淋。空气由风机11供给，经缓冲罐12，由空气流量调节阀14调节流量经空气转子流量计计量，通入解吸塔底部，在塔内与塔顶喷淋的富氧水进行接触，解吸富氧水，解吸后的尾气从塔顶排出，贫氧水从塔底排入循环水罐6。图2 实物流程图图3 仪控柜面板（两套设备共用） 每套设备对应6块表，分别为孔板压降、水流量、空气温度、水温度、空气压力和全塔压降。每块表右上角有示数单位。 二、操作要点1、解吸塔流体力学性能测定(1) 测定干填料压降a 塔内填料不用完全吹干，水流量为0时近似认为是干填料；b 改变空气流量,测定填料塔压降；(2) 测定湿填料压降a. 测定前要进行预液泛，使填料表面充分润湿；b. 固定水在某一喷淋量下，改变空气流量，测定填料塔压降，注意不要使气速过大，避免冲破和冲跑填料。 (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(1) 氧气减压后进入缓冲罐，罐内压力保持0.040.05MPa,不要过高。(2) 氧气入塔流量为0.40.6L/min，液相中氧浓度用YSI550A型测氧仪分析其氧含量。图4 YSI550A型测氧仪外观 测氧仪工作原理：探头由一个柱状的银阳极和一个环形的黄金阴极组成。使用时，探头末端需注满电解液，该溶液含有少量的表面活性剂以增强其湿润作用。 探头前端覆盖有一片渗透性膜，把电极与外界分隔开，但气体可进入。当一极化电位施加于探头 电极上时，透过薄膜渗透进来的氧在阴极处产生反应并形成一道电流。 氧气渗透过薄膜的速率与膜内外间的压力差成正比。由于氧气在阴极处迅速消耗掉，所以可假设膜内的氧气压力为零。因此，把氧气推进膜内的压力与膜外的氧气分压成正比。当氧气分压变化时，渗进膜内的氧气量也相应变化，这就导致探头电流亦按比例改变。 测氧仪使用：搅拌 在探头工作过程中，有一小部分溶解在水样中的氧气会被消耗掉，因此要在传感器前端持续搅拌水样（实验室备有磁力搅拌器）。如果没有流速，测量值将会出现虚假的降低。 测量 将探头插入待测水样（持续搅拌）中，等温度和溶解氧读数稳定时记录读数。竞赛时实验室测氧仪已标定，可直接使用。图5 测氧仪使用示意图三、实验原理本实验是用空气对富氧水进行解吸。由于富氧水中氧浓度很低，可认为氧气在气、液两相中的平衡关系符合亨利定律。气、液相摩尔流率和水温变化很小，操作线是直线。传质过程中液相对数平均浓度差和液相体积传质系数所表示的传质速率方程为： （1） （2） （3）则： （4）式中：图6 传质示意图GA 单位时间内氧的解吸量，kmol/h ； Kxa 液相体积总传质系数，kmol/m3h；VP 填料层体积，m3；xm 液相对数平均浓度差；x1 进塔液相氧的摩尔分率（塔顶）；x2 出塔液相氧的摩尔分率（塔底）；Z 填料层高度，m；塔截面积，m2；L 解吸液流量，kmol/ h；四、实验内容1、计算并确定干填料及一定喷淋量下的湿填料在不同空塔气速u下，与其相应单位填料高度压降P/Z的关系曲线，并在双对数坐标系中做图，找出泛点与载点；2、 计算实验条件下(一定喷淋量、一定空塔气速)的液相总体积传质系数KXa值及液相总传质单元高度HOL值。其它：亨利系数与温度的关系（竞赛时会给出）： （5）式中：E亨利系数，kPa； t溶液温度，。6