七、思考题
1、吸收填料塔的传质单元高度HOL. HOG和精馏填料塔的等板高度HETP有什么区别？
答：等板高度HETP是指理论级当量高度，HETP=H/N,N为理论级数，也就是说在进行设计型计算时得到的模型的理论板的高度。而HOL、HOG为完成一个传质单元所需的填料层高度，反映了设备效能的高低，是由实际测得的实验数据计算得到的。
1031
波纹丝网
CY型φ95×100
700
0.97
767
四、实验操作：
1、关闭阀门启动风机，从小到大改变气量，记录数据完成干填料实验；
2、启动水泵，增大水流量至液泛，即刻关空气阀门；
3、固定水流量，从小到大改变气量，每个点稳定后记录数据；
4、塔开始液泛时，记录最后一组数据，粗略确定泛点，完成湿填料实验；
0.88
0.20
5
1.80
0.20
29.99
1.06
0.27
6
2.45
0.26
34.98
1.24
0.35
7
3.20
0.33
39.98
1.41
0.44
8
4.05
0.41
44.98
1.59
0.55
计算举例：以第一组数据为例：
空气流量V=22.35*Δp^(0.5)=22.35*0.03^(0.5)=10.00m^3*h^(-1)
序号
孔板压降Δp/kPa
全塔压降Δp/kPa
空气流量V/(m^3*h^(-1))
空塔气速u/m*s^(-1)
单位填料高压降/kPa*m(-1)
全塔压降（修正）Δp’/kPa
1
0.20
0.07
10.00
0.35
0.04
0.03
2
0.40
0.12
14.14
0.50
0.11
0.08
3
0.60
0.14
17.31
空气流量V=22.35*Δp^(0.5)=22.35*0.03^(0.5)=10.00m^3*h^(-1)
空塔气速u=V/(0.7854*0.1*0.1*3600)=10/(0.7854*0.1*0.1*3600)=0.35m*s^(-1)
单位填料高压降=Δp/h=0.03/0.75=0.04kPa*m(-1)
北 京 化 工 大 学
化 工 原 理 实 验 报 告
实验名称：氧解吸实验
班 级：化工1105
姓 名：刘玥
学 号：2011011130序 号：5
同 组 人：刘练申梦瑶
实验日期：2014-3-28
一、实验目的
l、测量填料塔的流体力学性能
2、测量填料塔的吸收-解吸传质性能
3、比较不同填料的差异
二、实验原理
平均富氧水浓度w2=0.5*（26.61+26.24）=26.425mg*L(-1)
平均贫氧水浓度w1=0.5*（9.35+9.41）=9.38mg*L(-1)
传质单元数Nol=LN((w2-8.25)/(w1-8.25)) =LN((26.425-8.25)/(9.38-8.25))=2.78
传质单元高度Hol=0.75/Nol=0.75/2.78=0.27 m
空塔气速u=V/(0.7854*0.1*0.1*3600)=10/(0.7854*0.1*0.1*3600)=0.35m*s^(-1)
单位填料高压降=Δp/h=0.03/0.75=0.04kPa*m(-1)
表2：湿填料数据
水流量L=100L/h
填料高度h=0.75m
塔径d=0.1m
零点Δp=0.04kPa
空气流量
V=0.5V泛=0.5*33.90=16.95m3/h
WL=0.1*998.2=99.82kg/h
WL/ WV*(ρV/ρL)^0.5=0.084
查埃克特试验曲线，从横坐标为0.084处引垂直线交乱堆填料（波纹丝网应属于规整填料，但此处没有规整填料的泛点线，故暂取乱堆填料数据）泛点线于一点，读的纵坐标为u^2*ψ*ϕ/g*ρV/ρL*μL0.2=0.147
体积传质系数Kxa=(0.0555*V/(0.7854*0.1*0.1))/Hol=2617.26(kmol*m^(-3)*h^(-1))
六、实验结果作图及分析
1、干填料与湿填料的流体力学性能曲线如下：
2、Kxa的影响因素：
在氧气~水系统中，液相体积总传质系数Kxa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，Kxa近似等于kxa，而kxa∝L0.7~0.8，故液相体积总传质系数Kxa仅与液量有关，与气量无关。
Hol/m
Nol
1
0.4
100
0.5*V泛
0.65
26.61
9.35
21.725
2617.26
0.27
2.78
26.24
9.41
平均
26.425
9.38
2
0.6
200
0.5*V泛
1.08
25.77
8.41
22
7900.86
0.18
4.19
25.82
8.62
平均
25.795
8.515
计算举例，以第一组数据为例：
Nol= = =2.74
与实验计算2.78大致相等。
4、本实验的最小气液比(V/L)min一和最小空气用量Vmin是多少？实际(V/L)是多少？
答：亨利系数：E=（-8.5694*10-5t2+0.07714t+2.56）*106=（-8.5694*10-5*21.7252+0.07714*21.725+2.56）*106=4195421.021kPa
本次实验直接测量填料塔性能参数，确定其液泛气速，另外还可用公式法、关联图法等确定。全塔压降直接读仪表，空塔气速u由孔板流量计测定：
或V=22.35△p0.5m3/h ---孔板压降，kPa
2.填料塔传质性能一一考察氧解吸过程的液相体积传质系数Kxa
以氧气为溶质，解吸塔内空气、水的摩尔流率不变，水温恒定。
表3：解吸传质实验
h=0.75m
d=0.1m
w平衡=8.25mg/L
序号
氧气流量V/（L*min^(-1)）
水流量V/(L*h(-1))
空气流量V/(m^(3))
全塔压降Δp/kPa
富氧水浓度w2/mg*L(-1)
贫氧水浓度w1/mg*L(-1)
平均水温t/℃
体积传质系数Kxa/(kmol*m^(-3)*h^(-1))
H—填料高度，0.75m；
L—水摩尔流率，kmol•m-2•h-1，喷淋密度常大于7.3m3/m2h，；
V水—水流量，L/h；Kxa—液相体积传质系数，kmol•m-3•h-1；
w2—富氧水质量,e、w1,e—富氧水、贫氧水平衡含氧量，可根据亨利定律计算或由实验测定，mg/L；
20摄氏度时，水的粘度为1.005mPa/s,,水的ψ=1，查表，由于表中没有本组所用波纹丝网的填料因子，故暂取填料因子ϕ=140计算，由此可计算得泛点气速为2.90m/s.
.将实验中的实际气速1.2m/s代入u^2*ψ*ϕ/g*ρV/ρL*μL0.2得0.025，在图中找到纵坐标为0.025，横坐标为0.084的点，发现落在每米填料的压降为0.17kPa的等压线上，即此时每米填料层的压降为0.17kPa/m
0.61
0.13
0.10
4
0.80
0.18
19.99
0.71
0.19
0.14
5
1.00
0.21
22.35
0.79
0.23
0.17
6
1.20
0.24
24.48
0.87
0.27
0.20
7
1.40
0.28
26.44
0.94
0.32
0.24
8
1.60
0.32
28.27
1.00
0.37
0.28
9
1.80
0.38
2、根据埃克特泛点关联图，估计实验中的液泛气速和压降是多少？
答：查的埃克特泛点关联图如上
以湿填料的第11组数为例进行计算：
ρV=1.29*273/(273+20)*(101.325+1.54)/101.325=1.22021kg/m3
ρL=998.2kg/m3
WV=1.22021*33.90=41.365kg/h
注意事项：
1、每次取样品约400ml，转速一样，溶氧仪稳定后读数；
2、探头竖直放置，每次的位置最好一样，不能碰到转子；
3、排队测量富氧水浓度时，最好盖住上口，数值大于20mg/L
4、测量后的废水倒入循环水罐。
五、实验数据（第二组，填料类型：）
表1：干填料数据
水流量L=0L/h
填料高度h=0.75m
塔径d=0.1m
1.填料塔流体力学性能
为保证填料塔的正常运行，通常需要控制操作气速处于液泛气速的0.5-0.8倍之间。如图4-1在双对数坐标系下，气体自下而上通过干填料层时，塔压降△P与空塔气速u符合关系式△p=ul.8-2.0。当有液体喷下，低气速操作时，△Po∝u1.8-2.0，此时的△P比无液体喷淋时要高。气速增加到d点，气液两相的流动开始相互影响，△P∝u2.0以上，此时的操作点称为载液点。气速再增加到e点时，气液两相的交互影响恶性发展，导致塔内大量积液且严重返混，△P∝u10以上，此时的操作点称为液泛点，对应的气速就是液泛气速。
3、常温常压下用水逆流（利用解吸塔）吸收空气中的乙醇(20%)，K。，a取多少合适？