【氧解析实验报告】是化工原理课程的一部分,旨在让学生深入理解和掌握化工中吸收与解析的过程。实验中,采用了一个吸收柱来让水吸收纯氧,生成富氧水,随后在解析塔中用空气进行解析,以此来研究不同液量和气量对解析效率的影响,并对比了四种不同填料的传质效果和流体力学特性。
实验的主要目标包括:
1. 熟悉填料塔的结构和操作方式。
2. 观察填料塔内的流体力学状态,绘制压降与气速的关系曲线。
3. 掌握液相体积总传质系数Kxa的测定方法,并分析影响其的因素。
4. 学习如何利用气-液连续接触式填料塔解决传质问题的方法。
在填料塔流体力学特性方面,气体通过填料层时,压降会随着气速的增加而变化。在干填料层,压降与气速的1.8至2次方成正比。当存在喷淋量时,随着气速增加,会出现液泛现象,导致压降急剧上升。填料层的“压降-空塔气速”关系可以通过双对数坐标系中的直线进行描述。
在传质实验中,富氧水的解析过程可以用亨利定律来描述,因为氧气在水中的溶解度极低,所以传质阻力主要集中在液膜中。传质速率方程可以用来计算液相体积总传质系数Kxa,它与解吸速率GA、填料层体积Vp、液相对数平均浓度差Δxm等因素有关。提高Kxa的有效方法是增强液相的湍动,例如通过增大喷淋量。
实验装置和流程如下:
1. 氧气从钢瓶经过减压阀进入缓冲罐,然后进入吸收塔。
2. 自来水以一定的流量进入吸收塔与氧气接触,形成富氧水。
3. 富氧水在解吸塔顶部喷淋,空气从底部进入,进行解吸。
4. 气体流量计和压力计用于监控气体状态,压差计用于测量填料层压降。
5. 实验中收集的水样通过测氧仪测量其氧浓度。
通过这个实验,学生能够亲身体验和研究化工过程中的吸收和解析,了解和掌握传质过程中的关键参数和设备操作,为未来在化工领域的实践打下坚实基础。