一、实验目的
12 3 4
二、实验原理
㈠、吸收实验
根据传质速率方程，在假定Kxa 低浓、难溶等] 条件下推导得出吸收速率方程：
Ga=Kxa ·V ·Δx m 则： Kxa=Ga/(V ·Δx m )
式中：Kxa ——体积传质系数 [kmolCO 2/m 3hr Ga ——填料塔的吸收量 [Kmol CO 2 V ——填料层的体积 [m 3] Δx m ——填料塔的平均推动力 1、Ga 的计算
已知可测出：Vs[m 3/h]、V B [m 3/h]（可由色谱直接读出）
Ls[Kmol/h]=Vs ×ρ水/M 水
101
1'29]/[ρρρρV M V h Kmol G B B B =?=?=
空气 标定情况：T 0=273+20 P 0=101325 测定情况：T 1=273+t1 P 1=101325+ΔP 因此可计算出L S 、G B 。又由全塔物料衡算：G a =Ls(X 1-X 2)=G B (Y 1-Y 2) 2
2
21
1111y y Y y y Y -=
-=
且认为吸收剂自来水中不含CO 2，则X 2=0，则可计算出G a 和X 1 2、Δx m 的计算
根据测出的水温可插值求出亨利常数E[atm]，本实验为P=1[atm] 则 m=E/P
m
y x m y x x x x x x x x x x x x e e e e m 1
1221
112221
2
1
2ln =
=
-=?-=????-?=
?
㈡、解吸实验
低浓、难溶等] Ga=K Y a ·V 则： K Y a=Ga/(V 式中：K Y a Ga V ΔY m 1、Ga 的计算
已知可测出：y 2 ]/[h Kmol G B 标定情况：T 0 测定情况：T 1因此可计算出L S 、G B 。又由全塔物料衡算：G a =Ls(X 1-X 2)=G B (Y 1-Y 2) 0112
2
21
11=-=
-=
y y Y y y Y
且认为空气中不含CO 2，则y 2=0；又因为进塔液体中X 1有两种情况，一是直接将吸收后的液体用于解吸，则其浓度即为前吸收计算出来的实际浓度X 1；二是只作解吸实验，可将CO 2用文丘里吸碳器充分溶解在液体中，可近似形成该温度下的饱和浓度，其X 1*可由亨利定律求算出：
m
m y x 1
*1==
则可计算出G a 和X 2 2、ΔY m 的计算
根据测出的水温可插值求出亨利常数E[atm]，本实验为P=1[atm] 则 m=E/P
1
12
21112221
2
1
2ln x m y x m y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y e e e e m ?=?=-=?-=????-?=
?
根据 e e Y y y
y Y 换算成将-=
1
三、实验装置
CO2：钢瓶中的CO2经根部阀、减压阀、针型调节阀，一路经流量计V CO2-1进入吸收塔；另一路经流量计V CO2-2进入文丘里吸碳器与饱和罐中的循环水充分混合可形成饱和CO2水溶液。
水：吸收用水来自自来水，经转子流量计V水-1送入吸收塔顶，吸收液自塔底，一是若只作吸收实验，直接经F2流经倒U管排入地沟；二是吸收液可经F3流入饱和罐且充满。
若做吸收—解吸联合操作实验，可开启解吸泵，将溶液经转子流量计V水-2送入解吸塔顶，经解吸后的溶液从解吸塔底经F11流经倒U管排入地沟。若做饱和液解吸实验，此时可关闭流入饱和罐的进水（或溶液）阀F3，打开饱和泵，打开V CO2-2使CO2气流入文丘里吸碳器，一定时间后，使饱和罐内的溶液饱和，开启解吸泵，使饱和溶液经转子流量计V水-2送入解吸塔顶，经解吸后的溶液从解吸塔底经F10再流入饱和罐循环使用。
取样：在吸收塔气相进出口管上设有取样点，在解吸塔气体出口有取样点，样气从取样口由取样管取出后在气相色谱仪上进行二氧化碳含量分析。
其主要设备、仪表参数如下
填料塔：塔内径100 mm；填料层高600 mm；填料为陶瓷拉西环；丝网除沫
风机、泵：旋涡气泵120W；解吸泵与饱和泵为增压泵260W
饱和罐：不锈钢φ250，高400
温度：Pt100传感器，数显
压力：±1500PaU形管，膜盒压力表0—1500Pa
转子流量计：水LZB—25 100—1000 l/h
气LZB—6 100—1000 l/h
LZB—4 16—160 l/h
四、实验方法及注意事项
实验前检查阀门，应该F2、F4、F11、F12全开，其它全关。
㈠、单独吸收实验
1、接通自来水，F3关闭，F2是全开的。开启水流量调节阀F1到第一个流量(建议从大流
量开始作，最后是小流量，便于作解吸实验)。让水直接从吸收塔底经倒U管流入地沟。
2、启动风机，逐渐关小F4，调节F5使V空气-1风量到预定值0.4～0.5[m3/h]。实验过程中
维持此风量不变。
3、再打开CO2钢瓶总阀，微开减压阀，调节F6使CO2流量在120～160[l/h]。实验过程中
维持此流量不变。
4、当各流量维持一定时间后（填料塔体积约9升，气量按0.4[m3/h]计，全部置换时间约
90秒，既按2分钟为稳定时间），可取进出口样品进行分析。
5、调节水量（建议按200、400、600、800此水量调节)进行实验，每个水量稳定后（气量
和CO2流量在整个实验中维持不变，因此进口样不需再取），只取出口气样进行分析。
6、实验完毕后，应先关闭CO2钢瓶总阀，等CO2流量计无流量后，关闭减压阀和流量阀
F6。停风机。关闭水流量F1，关闭自来水上水。
㈡、吸收解吸联合实验
1、在吸收实验维持水量最小时，出塔液体中CO2的浓度最大，此时解吸效果较好，因此
建议在水量200[l/h]吸收实验点时，同时作解吸实验；
2、维持吸收水量200[l/h]吸收实验点时，全开F3，关闭F2，使吸收塔底部的出水流入饱
和罐中；直到饱和罐中水位一定（满时有溢流）时。
3、F11是全开的，开解吸泵，全开F13，逐渐关闭F12，使解吸塔流量也维持在200[l/h]。
解吸塔底部出液由塔底的倒U管直接排入地沟。
4、开启F8，调小F4，使V空气-2风量维持在0.4～0.5[m3/h]，并注意保持V空气-1风量维持不
变。
5、当各流量维持一定时间后（填料塔体积约9升，气量按0.4[m3/h]计，全部置换时间约
90秒，既按2分钟为稳定时间），可取气体出口样品进行分析。
6、实验完毕，可先关吸收塔水、气，再关解吸塔水、气。最后将饱和罐中的水保留，以便
下边的单独解吸实验操作。
㈢、单独解吸实验
1、在单独解吸实验时，因液体中CO2浓度未知，因此我们需要做饱和液体，只要测得液
体温度，即可根据亨利定律求得其饱和浓度。所以，需要在饱和罐中制作饱和液。在上面实验结束时，在饱和罐中有不饱和的液体（若没有作吸收解吸实验，可将水直接从吸收塔送入饱和罐）。
2、开启饱和泵，开CO2钢瓶，逐渐开F7使CO2流量在120～160[l/h]，将饱和罐上的放
空阀均关闭，一定时间（约5分钟），若饱和罐上的压力表微微有压力显示时，说明此饱和罐中的液体已经饱和，此时打开饱和罐上的放空阀。关小F8使CO2流量在30～50[l/h]即可。
3、开启F10，关闭F11。开启解吸泵，开启F13，逐渐调小F12，使解吸水量维持在一定
值（为了与不饱和解吸比较建议在同一水量200[l/h]）。
4、开启风机，开启F8，调小F4，使V空气-2风量维持在0.4～0.5[m3/h]。
5、当各流量维持一定时间后（填料塔体积约9升，气量按0.4[m3/h]计，全部置换时间约
90秒，既按2分钟为稳定时间），可取气体出口样品进行分析。
6、实验完毕后，应先关闭CO2钢瓶总阀，等CO2流量计无流量后，关闭钢瓶减压阀和总
阀；停风机、饱和泵和解吸泵；使各阀门复原。
五、实验报告要求
1、计算不同条件下的填料吸收塔的液相体积总传质系数；
2、在双对数坐标上绘出K XA与水喷淋密度[Kmol/m2h]之间的关系图线；
3、计算不饱和液解吸传质系数；
4、计算饱和液解吸传质系数，与不饱和液解吸比较。
原始数据记录、计算结果表格（参考）：
表格1：吸收实验
表格2：解吸实验
水温= 空气流量= 气温= 气压= 空气进口组成=0
六、数据调试计算示例
以下是本装置出厂时所作数据，仅作参考。
注意：输入数据时，无论从大流量开始还是小流量开始，数据输入均从小流量开始输入。
3、吸收计算示例
计算示例：以水量为220[l/h]为计算示例
已知：测得7.8℃水的密度ρ=999.8 [Kg/m3] 亨利常数m=E/P=962/1=962
⑴、Ga 的计算
已知测出：Vs=0.22[m 3/h]，V B =0.5[m 3/h]，y 1=14.11及y 2=10.43 Ls[Kmol/h]=Vs ×ρ水/M 水 =0.22*999.8/18=12.22 [kmol/h]
322.1205.1)
0.11273(101325293
)6.134********(1=+???+=
ρ[kg/m 3]
02176
.029
322.1205.15.029*******
1'=?=?=?=?=ρρρρρρB B B B V V M V G 空气 Y 1=y 1/(1-y 1)=0.1411/(1-0.1411)=0.1643
Y 2=y 2/(1-y 2)=0.1043/(1-0.1043)=0.1164
由全塔物料衡算：G a =Ls(X 1-X 2)=G B (Y 1-Y 2)
假定：X 2=0，则可计算出G a 和X 1
G a =Ls(X 1-X 2)=G B (Y 1-Y 2)=12.22*(X 1-0)=0.02176*(0.1643-0.1164)=1.042*10-3 kmol/h X 1=8.529*10-5 ⑵、Δx m 的计算
根据测出的水温可插值求出亨利常数E[atm]，本实验为P=1[atm] 则 m=E/P=962
m
y x m y x x x x x x x x x x x x e e e e m 1
1221
112221
2
1
2ln ==
-=?-=????-?=
? x e2=y 2/m=0.1043/962=1.084*10-4 x e1=y 1/m=0.1411/962=1.467*10-4
Δx 2=x e2-x 2=1.084*10-4-0=1.084*10-4 Δx 1=x e1-x 1=1.467*10-4-8.529*10-5=6.141*10-5
51
2
1210270.8141.684
.10ln 141
.684.10ln -?=-=???-?=
?x x x x x m ⑶、吸收体积传质系数 267410
270.8004712.010042.153
=???=??=--m xa
x V Ga k [Kmol/h.m 3.ΔXm] ⑷、喷淋密度
]/[1555
007854
.022
.12][][2'h m Kmol A L L S S ?===
塔截面积水流量
说明：手算和程序计算存在误差。 4、解吸计算
计算示例：以第1点吸收解吸水量为计算示例
已知：测得7.8℃水的密度ρ=999.8 [Kg/m3] 亨利常数m=E/P=962/1=962 ⑴、Ga 的计算
已知测出：Vs=0.22[m 3/h]，V B =0.5[m 3/h]，y 1=0及y 2=4.12% ，X 2=0.853*10-4 Ls[Kmol/h]=Vs ×ρ水/M 水 =0.22*999.8/18=12.22 [kmol/h]
322.1205.1)
0.11273(101325293
)6.134********(1=+???+=
ρ[kg/m 3]
02176
.029
322.1205.15.029*******
1'=?=?=?=?=ρρρρρρB B B B V V M V G 空气 Y 1=y 1/(1-y 1)=0
Y 2=y 2/(1-y 2)=0.0412/(1-0.0412)=0.04297
由全塔物料衡算：G a =Ls(X 2-X 1)=G B (Y 2-Y 1) Y 1=0，则可计算出G a 和X 1
G a =Ls(X 2-X 1)=G B (Y 1-Y 2)=12.22*(0.853*10-4-X 1)=0.02176*(0.04297-0)=9.35*10-4 kmol/h X 1=8.70*10-6 ⑵、Δx m 的计算
根据测出的水温可插值求出亨利常数E[atm]，本实验为P=1[atm] 则 m=E/P=962
1
12
21112221
2
1
2ln x m y x m y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y e e e e m ?=?=-=?-=????-?=
?
y e2=m*x 2=962*0.853*10-4=0.08205 Y e2=y e2/(1-y e2)=0.08205/(1-0.08205)=0.08938 y e1=m*x 1=962*8.70*10-6=0.008369 Y e1=y e1/(1-y e1)=0.008369/(1-0.008369)=0.00844 ΔY 2=Y e2-Y 2=0.08938-0.04297=0.04641 ΔY 1=Y e1-Y 1=0.00844 - 0 =0.00844
02228.000844.004641
.0ln 00844
.004641.0ln
1
212=-=???-?=
?Y Y Y Y Y m
⑶、解吸体积传质系数 906
.802228
.0004712.01035.94
=??=??=-m Ya
Y V Ga k [Kmol/h.m 3.ΔYm] ⑷、喷淋密度 ]/[1555
007854
.022
.12][][2'
h m Kmol A L L S S ?===
塔截面积水流量
说明：1、手算和程序计算存在误差。
2、若是饱和解吸，则x 2=x e2=y/m=1/962=0.001040，则Y e2=1，其它计算完全同上解
吸。
二氧化碳填料吸收与解吸实验装置说明书 天津大学化工基础实验中心 2013．06
一、实验目的 1.了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作方法；通过实验测定数据的处理分析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解。 2.掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，练习对实验数据的处理分析。 二、实验内容 1. 测定填料层压强降与操作气速的关系，确定在一定液体喷淋量下的液泛气速。 2. 固定液相流量和入塔混合气二氧化碳的浓度，在液泛速度下，取两个相差较大的气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积吸收总系数）。 3. 进行纯水吸收二氧化碳、空气解吸水中二氧化碳的操作练习，同时测定填料塔液侧传质膜系数和总传质系数。 三、实验原理： 气体通过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。压强降与气、液流量均有关，不同液体喷淋量下填料层的压强降P ?与气速u 的关系如图一所示： 图一 填料层的P ?～u 关系 当液体喷淋量00=L 时，干填料的P ?～u 的关系是直线，如图中的直线0。当有
一定的喷淋量时，P ?～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。这两个转折点将P ?～u 关系分为三个区段：既恒持液量区、载液区及液泛区。 传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定可获取吸收系数。对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。 1.二氧化碳吸收-解吸实验 根据双膜模型的基本假设，气侧和液侧的吸收质A 的传质速率方程可分别表达为气膜 )(Ai A g A p p A k G -= （1） 液膜 )(A Ai l A C C A k G -= （2） 式中：A G —A 组分的传质速率，1-?s kmoI ； A —两相接触面积，m 2； A P —气侧A 组分的平均分压，Pa ； Ai P —相界面上A 组分的平均分压，Pa ； A C —液侧A 组分的平均浓度，3-?m kmol Ai C —相界面上A 组分的浓度3-?m kmol g k —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，112---???Pa s m kmol ; l k —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，1-?s m 。 以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又可分别表达为： )(*-=A A G A p p A K G （3） )(A A L A C C A K G -=* （4） 式中：*A p —液相中A 组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa ； * A C —气相中A 组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，3-?m kmol ； G K —以气相分压表示推动力的总传质系数或简称为气相传质总系数， 112---???Pa s m kmol ；
实用标准 二氧化碳吸收与解吸实验 一、实验目的 1.了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作方法；通过实验测定数据的处理分析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解。 2.掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，练习实验数据的处理分析。 二、实验内容 1. 测定填料层压强降与操作气速的关系，确定在一定液体喷淋量下的液泛气速。 2. 固定液相流量和入塔混合气二氧化碳的浓度，在液泛速度下，取两个相差较大的气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积吸收总系数）。 3. 进行纯水吸收二氧化碳、空气解吸水中二氧化碳的操作练习，同时测定填料塔液侧传质膜系数和总传质系数。 三、实验原理： 气体通过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。压强降与气、液流量均有关，不同液体喷淋量下填料层的压强降P ?与气速u 的关系如图一所示： 图一 填料层的P ?～ u 关系 当液体喷淋量00=L 时，干填料的P ?～u 的关系是直线，如图中的直线0。
当有一定的喷淋量时，P ?～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。这两个转折点将P ?～u 关系分为三个区段：既恒持液量区、载液区及液泛区。 传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定可获取吸收系数。对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。 1.二氧化碳吸收-解吸实验 根据双膜模型的基本假设，气侧和液侧的吸收质A 的传质速率方程可分别表达为 气膜 )(Ai A g A p p A k G -= （1） 液膜 )(A Ai l A C C A k G -= （2） 式中：A G —A 组分的传质速率，1-?s kmoI ； A —两相接触面积，m 2 ； A P —气侧A 组分的平均分压，Pa ； Ai P —相界面上A 组分的平均分压，Pa ； A C —液侧A 组分的平均浓度，3-?m kmol Ai C —相界面上A 组分的浓度3-?m kmol g k —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，112---???Pa s m kmol ; l k —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，1-?s m 。 以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又可分别表达为： )(*-=A A G A p p A K G （3） )(A A L A C C A K G -=* （4） 式中：*A p —液相中A 组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa ； * A C —气相中A 组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，3-?m kmol ； G K —以气相分压表示推动力的总传质系数或简称为气相传质总系数，112---???Pa s m kmol ；
化工原理氧解吸实验报告 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
北京化工大学 化原实验报告学院：化学工程学院 姓名：娄铮 学号： 45 班级：环工1302 同组人员：郑豪，刘定坤，邵鑫 课程名称：化工原理实验 实验名称：氧解吸实验 实验日期： 2014-4-15 实验名称：氧解吸实验 报告摘要：本实验首先利用气体分别通过干填料层、湿填料层，测流体流动引起的填料层压降与空塔气速的关系，利用双对数坐标画出关 系。其次做传质实验求取传质单元高度，利用
K x a =G A /（V p △x m ）]) ()(ln[) ()x -x (112221e22m e e e x x x x x x ----= ?X G A =L （x 2-x 1）求出 HOL= Ω a K L X 一、实验目的及任务： 1) 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) 掌握液相体积总传质系数Kx a 的测定方法并分析影响因素。 学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。 二、基本原理： 本装置先用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水后，送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需要测定不同液量和气量下的解吸液相体积总传质系数K x a ，并进行关联，得到K x a=AL a V b 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。 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。填料层压降—空塔气速关系示意图如下，在双对数坐标系中，此压降对气速作图可得一斜率为~2的直线（图中aa ’）。当有喷淋量时，在低气速下（c 点以前）压降正比于气速的~2次幂，但大于相同气速下干填料的压降（图中bc 段）。随气速的增加，出现载点（图中c 点），持液量开始
氧吸收/解吸系数测定实验报告 一、实验目的 1、了解传质系数的测定方法； 2、测定氧解吸塔内空塔气速与液体流量对传质系数的影响； 3、掌握气液吸收过程液膜传质系数的实验测定方法； 4、关联圆盘塔液膜传质系数与液流速率之间的关系； 4、掌握VOC 吸收过程传质系数的测定方法。 二、实验原理 1) 吸收速率 吸收是气、液相际传质过程，所以吸收速率可用气相内、液相内或两相间传质速率表示。在连续吸收操作中，这三种传质速率表达式计算结果相同。对于低浓度气体混合物单组分物理吸收过程，计算公式如下。 气相内传质的吸收速率： )(i y A y y F k N -= 液相内传质的吸收速率： )(x x F k N i x A -= 气、液相相际传质的吸收速率： )()(**x x F K y y F K N x y A -=-= 式中：y ，y i ——气相主体和气相界面处的溶质摩尔分数； x ，x i ——液相主体和液相界面处的溶质摩尔分数； x *，y *——与x 和y 呈平衡的液相和气相摩尔分数； k x ，K x ——以液相摩尔分数差为推动力的液相分传质系数和总传质系数； k y ，K y ——以气相摩尔分数差为推动力的气相分传质系数和总传质系数； F ——传质面积，m 2。 对于难溶气体的吸收过程，称为液膜控制，常用液相摩尔分数差和液相传质系数表达吸收速率式。 对于易溶气体的吸收过程，称为气膜控制，常用气相摩尔分数差和气相传质系数表达吸收速率式。 本实验为一解吸过程，将空气和富氧水接触，因富氧水中氧浓度高于同空气处于平衡的水中氧浓度，富氧水中的氧向空气中扩散。解吸是吸收的逆过程，传质方向与吸收相反，其 原理和计算方法与吸收类似。但是传质速率方程中的气相推动力要从吸收时的(y －y * )改为 解吸时的(y *－y )，液相推动力要从吸收时的(x *－x )改为解吸时的(x －x * )。 2) 吸收系数和传质单元高度 吸收系数和传质单元高度是反映吸收过程传质动力学特性的参数，是吸收塔设计计算的必需数据。其数值大小主要受物系的性质、操作条件和传质设备结构形式及参数三方面的影响。由于影响因素复杂，至今尚无通用的计算方法，一般都是通过实验测定。 本实验计算填料解吸塔的体积传质系数K x a (kmol/(m 3 ·h))的公式如下：
二氧化碳吸收与解吸实验 一、实验目的 1.了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作方法；通过实验测定数据的处理分析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解。 2.掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，练习实验数据的处理分析。 二、实验内容 1. 测定填料层压强降与操作气速的关系，确定在一定液体喷淋量下的液泛气速。 2. 固定液相流量和入塔混合气二氧化碳的浓度，在液泛速度下，取两个相差较大的气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积吸收总系数）。 3. 进行纯水吸收二氧化碳、空气解吸水中二氧化碳的操作练习，同时测定填料塔液侧传质膜系数和总传质系数。 三、实验原理： 气体通过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。压强降与气、液流量均有关，不同液体喷淋量下填料层的压强降P ?与气速u 的关系如图一所示： 1 2 3 L 3L 2L 1 L 0 = ＞＞0 图一 填料层的P ?～u 关系 当液体喷淋量00=L 时，干填料的P ?～u 的关系是直线，如图中的直线0。 ΔP , k P a
当有一定的喷淋量时，P ?～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。这两个转折点将P ?～u 关系分为三个区段：既恒持液量区、载液区及液泛区。 传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定可获取吸收系数。对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。 1.二氧化碳吸收-解吸实验 根据双膜模型的基本假设，气侧和液侧的吸收质A 的传质速率方程可分别表达为 气膜 )(Ai A g A p p A k G -= （1） 液膜 )(A Ai l A C C A k G -= （2） 式中：A G —A 组分的传质速率，1-?s kmoI ； A —两相接触面积，m 2 ； A P —气侧A 组分的平均分压，Pa ； Ai P —相界面上A 组分的平均分压，Pa ； A C —液侧A 组分的平均浓度，3-?m kmol Ai C —相界面上A 组分的浓度3-?m kmol g k —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，112---???Pa s m kmol ; l k —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，1-?s m 。 以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又可分别表达为： )(*-=A A G A p p A K G （3） )(A A L A C C A K G -=* （4） 式中：*A p —液相中A 组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa ； * A C —气相中A 组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，3-?m kmol ； G K —以气相分压表示推动力的总传质系数或简称为气相传质总系数，112---???Pa s m kmol ；
一、实验目的 1.了解填料塔的一般结构及吸收操作的流程。 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K x a的测定方法并分析其影响因素。 4.学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。 二、实验原理 本实验先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数K x a，并进行关联，得K x a=AL a V b的关联式。同时对不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。 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△P/Z对G＇作图得到一条斜率为1.8～2的直线（图1中的aa线）。而有喷淋量时，在低气速时（c点以前）压降也比例于气速的1.8～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。随气速增加，出现载点（图中c点），持液量开始增大。图中不难看出载点的位置不是十分明确，说明汽液两相流动的相互影响开始出现。压降～气速线向上弯曲，斜率变徒（图中cd段）。当气体增至液泛点（图中d点，实验中可以目测出）后在几乎不变的气速下，压降急剧上升。 图1 填料层压降-空塔气速关系
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。 本实验对富氧水进行解吸。由于富氧水浓度很小，可认为气液两相平衡服从亨利定律，可用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。得速率方程式： m p X A x V a K G ???= m p A x X /V G a K ?=? 2 211ln ) 22()11(e e e e m x x x x x x x x x --?---= )x -L(x G 21A = Ω?=Z V p 相关的填料层高度的基本计算式为： OL OL x x e x N H x x dx a K L Z ?=-Ω=?12 OL OL N Z H = 其中， m x x e OL x x x x x dx N ?-= -=?2 11 2 Ω=a K L H x OL 由于氧气为难溶气体，在水中的溶解度很小，因此传质阻力几乎全部集中于液膜中，即Kx=kx 。由于属液膜控制过程，所以要提高总传质系数Kxa ，应增大液相的湍动程度。 在y-x 图中，解吸过程的操作线在平衡系下方，在实验是一条平行于横坐标的水平线（因氧在水中浓度很小）。 三、实验装置流程 1.基本数据 解吸塔径φ=0.1m,吸收塔径φ=0.032m ，填料层高度0.8m （陶瓷拉西环、陶瓷波纹板、金属波纹网填料）和0.83m （金属θ环）。
北京化工大学 化原实验报告 学院：化学工程学院 姓名：娄铮 学号： 2013011345 班级：环工1302 同组人员：郑豪，刘定坤，邵鑫 课程名称：化工原理实验 实验名称：氧解吸实验 实验日期： 2014-4-15
实验名称： 氧 解 吸 实 验 报告摘要：本实验首先利用气体分别通过干填料层、湿填料层，测流体流动引起的填料层压 降与空塔气速的关系，利用双对数坐标画出关系。其次做传质实验求取传质单元高度，利用 K x a =G A /（ V p △x m ）]) ()(ln[) ()x -x (112221e22m e e e x x x x x x ----=?X G A =L （x 2-x 1）求出 H OL = Ω a K L X 一、实验目的及任务： 1) 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) 掌握液相体积总传质系数K x a 的测定方法并分析影响因素。 学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。 二、基本原理： 本装置先用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水后，送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需要测定不同液量和气量下的解吸液相体积总传质系数K x a ，并进行关联，得到K x a =AL a V b 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。 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。填料层压降—空塔气速关系示意图如下，在双对数坐标系中，此压降对气速作图可得一斜率为1.8~2的直线（图中aa ’）。当有喷淋量时，在低气速下（c 点以前）压降正比于气速的1.8~2次幂，但大于相同气速下干填料的压降（图中bc 段）。随气速的增加，出现载点（图中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。 2、传质实验 在填料塔中，两相传质主要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的填料高度，其计算方法有传质系数、传质单元法和等板高度法。 本实验是对富氧水进行解吸，如图下所示。由于富氧水浓度很低，可以认为气液两相平衡关系服从亨利定律，及平衡线位置线，操作线也是直线，因此可以用对数平均浓 l g △p
化工原理氧解析实验报告 课程名称：化工原理实验学校：化工大学 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名： 实验日期： 同组人员：
一、实验摘要 本实验利用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水，送入解析塔顶再用空气进行解析，测定不同液量和气量下的解析液相体积总传质系数，并进行关联，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。 二、实验目的及任务 1、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、掌握液相体积总传质系数K x a 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，利用传质速率方程处理传质问题的方法。 三、基本原理 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。填料层“压降—空塔气速”关系示意如图1所示。 （1）在双对数坐标系中，此压降对气速作图可得斜率为1.8~2的直线（图中Aa 直线）。 （2）当有喷淋量时，在低气速下（c 点以前）压降正比于气速的1.8~2次方，但大于相同气速下干填料的压降（图中bc 段）。 （3）随气速的增加，出现载点（图中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）。 （4）到液泛点（图中d 点）后，在几乎不变的气速下，压降急剧上升。 lg u l g △p
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的填料高度，其计算方法有传质系数、传质单元法和等板高度法。 本实验是对富氧水进行解吸，如图2所示。由于富氧水浓度很低，可以认为气液两相平衡关系服从亨利定律，即平衡线为直线，操作线也为直线，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程为 m p x A X aV K G ?=， 即 m P A x X V G a K ?=/ ])()(ln[) ()(11221122e e e e m x x x x x x x x X -----= ? ()12x x L G A -= Ω=Z V P 相关填料层高度的基本计算式为： OL OL x x e x N H x x dx a K L Z =-Ω=?12 即OL OL N Z H /= m x x e OL x x x x x dx N ?-=-=? 21 1 2 Ω= a K L H X OL 图2 富氧水解吸实验 图1 填料层“压降—空塔气速”关系示意图
第九章 气体吸收 一、本章学习的目的、应掌握的内容和学习注意事项 1. 本章学习的目的 通过本章的学习，掌握气体吸收与解吸的基本概念和气体吸收过程的基本计算方法。 2. 本章重点掌握的内容 （1）气体吸收过程的平衡关系 （2）气体吸收过程的速率关系 （3）低浓度气体吸收过程的计算 本章应掌握的内容 （1）费克定律和分子传质问题的求解方法 （2）双膜模型 本章一般了解的内容 （1）溶质渗透模型和表面更新模型 （2）吸收系数 3. 本章学习应注意的问题 （1）表示吸收过程的平衡关系为亨利定律，亨利定律有不同的表达形式，学习中应注意把握它们之间的联系。 （2）表示吸收过程的速率关系为吸收速率方程，吸收速率方程有不同的表达形式，学习中应注意把握它们之间的联系。 （3）学习分子传质，不要机械地记忆各过程的求解结果，应注意把握求解的思路和应用背景。 （4）学习中应注意把握传质机理和吸收过程机理之间的联系，注意体会讲述传质机理和吸收过程机理的目的和意义。 二、例题解析 9-1 惰性气与CO 2的混合气中CO 2体积分数为30％，在表压1MPa 下用水吸收。设吸收塔底水中溶解的CO 2达到饱和，此吸收液在膨胀槽中减压至表压20kPa ，放出大部分CO 2，然后再在解吸塔中吹气解吸。 设全部操作范围内水与CO 2的平衡关系服从亨利定律，操作温度为25℃。求1kg 水在膨胀槽中最多能放出多少千克CO 2气体。 解：依题意，在全部操作范围内水与CO 2的平衡关系服从亨利定律，查附录二得25℃下CO 2溶于水时的亨力系数为 MPa 1066.12?=E 方法一：对膨胀槽作CO 2物料平衡(以1kg 水为衡算基准) 入膨胀槽吸收液中CO 2的组成 321110990.11066.1/3.01013.1/-?=??==E p x 设此液1kg 水中溶解CO 2的kg 数为W 1，则有： kg 10875.410990.118 /144/44 /313111--?=??=+= W W W x 出膨胀槽吸收液中CO 2的组成 422210307.71066.1/)020.01013.0(/-?=?+==E p x 设此液1kg 水中溶解CO 2的kg 数为W 2，则有：
氧化碳吸收与解吸实验 一、 实验目的 1. 了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作方法；通过实验测 定数据的处理分析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解， 加深对填料塔传 质性能理论的理解。 2. 掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，练习实验数据的处理分析。 二、 实验内容 1. 测定填料层压强降与操作气速的关系，确定在一定液体喷淋量下的液泛气速。 2. 固定液相流量和入塔混合气二氧化碳的浓度，在液泛速度下，取两个相差较 大的气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传 质单元高度和体积吸收总系数）。 3. 进行纯水吸收二氧化碳、空气解吸水中二氧化碳的操作练习，同时测定填料 塔液侧传质膜系数和总传质系数。 三、 实验原理： 气体通过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强 降的大小决定了塔的动力消耗。压强降与气、液流量均有关，不同液体喷淋量下 填料层的压强降JP 与气速U 的关系如图一所示： 图一填料层的P ?U 关系 当液体喷淋量L o =0时，干填料的丄P ?U 的关系是直线，如图中的直线
当有一定的喷淋量时，厶P?U的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。这两个转折点将P?U关系分为三个区段：既恒持液量区、载液区及液泛区。 传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定可获取吸收系数。对于相同的物系及一定的设备(填料类型与尺寸)，吸收系数随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。 1. 二氧化碳吸收-解吸实验 根据双膜模型的基本假设，气侧和液侧的吸收质A的传质速率方程可分别表达为气膜G A = k g A( P A - P Ai) ( 1) 液膜G^k I A(C Ai -C A) (2) 式中：G A —A组分的传质速率，kmoI S J; A —两相接触面积，m； P A —气侧A组分的平均分压，Pa; P Ai —相界面上A组分的平均分压，Pa; C A—液侧A组分的平均浓度，kmol m j3 C Ai —相界面上A组分的浓度kmol m J3 k g —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，kmol m^ s^1 Pa j； kι—以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，m S J。 以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又可分别表 达为：G A=K G A(P A-P A)(3) G A=K L A(C A -C A)(4) 式中：P A —液相中A组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa; C A —气相中A组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，kmol m^ ； K G —以气相分压表示推动力的总传质系数或简称为气相传质总系数， kmol m ^2SV Pa 4；
化工原理实验报告 实验名称：氧解析实验 班级：化实1101 学号：2011011499 姓名：张旸 同组人：陈文汉，黄凤磊，杨波 实验日期：2014.04.14
一、 报告摘要 本实验利用气体分别通过干、湿填料层，测流体流动因其的填料层压降与空塔气速的 关系，并利用双对数坐标画出关系。同时，做传质实验求取传质单元高度，利用公式求取H OL 二、实验目的及任务 1、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、掌握液相体积总传质系数K x a 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，利用传质速率方程处理传质问题的方法。 三、实验原理 本装置先用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水后，送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需要测定不同液量和气量下的解吸液相体积总传质系数K x a 并进行关联，得到K x a =AL a V b 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。 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。填料层压降—空塔气速关系示意图如下，在双对数坐标系中，此压降对气速作图可得一斜率为1.8~2的直线（图中aa’）。当有喷淋量时，在低气速下（c 点以前）压降正比于气速的1.8~2次幂，但大于相同气速下干填料的压降（图中bc 段）。随气速的增加，出现载点（图中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。 2、传质实验 在填料塔中，两相传质主要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的填料高度，其计算方法有传质系数、传质单元法和等板高度法。 本实验是对富氧水进行解吸，如图下所示。由于富氧水浓度很低，可以认为气液两相平衡关系服从亨利定律，及平衡线位置线，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程为： G A =K x a V p △x m 即K x a = G A / （ V p △x m ） 其中]) ()(ln[)()x -x (112221e22m e e e x x x x x x ----= ?X lg u a l g △p a’ b c d 填料层压降—空塔气速示意 x 1 y 1 y 2 x 2
一、实验目的 12 3 4 二、实验原理 ㈠、吸收实验 根据传质速率方程，在假定Kxa 低浓、难溶等] 条件下推导得出吸收速率方程： Ga=Kxa ·V ·Δx m 则： Kxa=Ga/(V ·Δx m ) 式中：Kxa ——体积传质系数 [kmolCO 2/m 3hr Ga ——填料塔的吸收量 [Kmol CO 2 V ——填料层的体积 [m 3] Δx m ——填料塔的平均推动力 1、Ga 的计算 已知可测出：Vs[m 3/h]、V B [m 3/h]（可由色谱直接读出） Ls[Kmol/h]=Vs ×ρ水/M 水 101 1'29]/[ρρρρV M V h Kmol G B B B =?=?= 空气 标定情况：T 0=273+20 P 0=101325 测定情况：T 1=273+t1 P 1=101325+ΔP 因此可计算出L S 、G B 。又由全塔物料衡算：G a =Ls(X 1-X 2)=G B (Y 1-Y 2) 2 2 21 1111y y Y y y Y -= -= 且认为吸收剂自来水中不含CO 2，则X 2=0，则可计算出G a 和X 1 2、Δx m 的计算 根据测出的水温可插值求出亨利常数E[atm]，本实验为P=1[atm] 则 m=E/P m y x m y x x x x x x x x x x x x e e e e m 1 1221 112221 2 1 2ln = = -=?-=????-?= ?
㈡、解吸实验 低浓、难溶等] Ga=K Y a ·V 则： K Y a=Ga/(V 式中：K Y a Ga V ΔY m 1、Ga 的计算 已知可测出：y 2 ]/[h Kmol G B 标定情况：T 0 测定情况：T 1因此可计算出L S 、G B 。又由全塔物料衡算：G a =Ls(X 1-X 2)=G B (Y 1-Y 2) 0112 2 21 11=-= -= y y Y y y Y 且认为空气中不含CO 2，则y 2=0；又因为进塔液体中X 1有两种情况，一是直接将吸收后的液体用于解吸，则其浓度即为前吸收计算出来的实际浓度X 1；二是只作解吸实验，可将CO 2用文丘里吸碳器充分溶解在液体中，可近似形成该温度下的饱和浓度，其X 1*可由亨利定律求算出： m m y x 1 *1== 则可计算出G a 和X 2 2、ΔY m 的计算 根据测出的水温可插值求出亨利常数E[atm]，本实验为P=1[atm] 则 m=E/P 1 12 21112221 2 1 2ln x m y x m y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y e e e e m ?=?=-=?-=????-?= ? 根据 e e Y y y y Y 换算成将-= 1 三、实验装置
氧解析实验报告 课程名称：化工原理实验 学校：北京化工大学 学院：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工 1001 学号： 17 姓名：闵翔 实验日期： 2013年4月8日 同组人员：吕博杨、刘子彦、玛莎莉娜
一、实验摘要 本实验利用吸收柱使水吸收纯氧形成富氧水，送入解析塔顶再用空气进行解析，测定不同液量和气量下的解析液相体积总传质系数，并进行关联，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。 二、实验目的及任务 1、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、掌握液相体积总传质系数K x a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，利用传质速率方程处理传质问题的方法。 三、基本原理 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。填料层“压降—空塔气速”关系示意如图1所示。
（1）在双对数坐标系中，此压降对气速作图可得斜率为~2的直线（图中Aa直线）。 （2）当有喷淋量时，在低气速下（c点以前）压降正比于气速的~2次方，但大于相同气速下干填料的压降（图中bc段）。 （3）随气速的增加，出现载点（图中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）。 （4）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1填料层“压降—空塔气速”关系
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的填料高度，其计算方法有传质系数、传质单元法和等板高度法。 本实验是对富氧水进行解吸，如图2所示。由于富氧水浓度很低，可以认为气液两相平衡关系服从亨利定律，即平衡线为直线，操作线也为直线，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程为 m p x A X aV K G ?=， 即m P A x X V G a K ?=/ ])()(ln[) ()(11221122e e e e m x x x x x x x x X -----=? ()12x x L G A -= Ω=Z V P 相关填料层高度的基本计算式为： OL OL x x e x N H x x dx a K L Z =-Ω=?12
溶解氧的测定实验报告 xx 一、实验目的 1.理解碘量法测定水中溶解氧的原理： 2.学会溶解氧采样瓶的使用方法： 3.掌握碘量法测定水中溶解氧的操作技术要点。 二、实验原理 溶于水中的氧称为溶解氧，当水受到还原性物质污染时，溶解氧即下降，而有藻类繁殖时，溶解氧呈过饱和，因此，水中溶解氧的变化情况在一定程度上反映了水体受污染的程度。 碘量法测定溶解氧的原理： 在水中加入硫酸锰及碱性碘化钾溶液，生成氢氧化锰沉淀。此时氢氧化锰性质极不稳定，迅速与水中溶解氧化合生成锰酸锰： MnSO 4+2aOH=Mn（OH） 2↓（白色）++Na 2SO42Mn（OH） 2+O 2=2MnO（OH） 2（棕色） H 2MnO
3十Mn（OH） 2＝MnO 3↓（棕色沉淀）+2H 2O 加入浓硫酸使棕色沉淀（Mn0 2）与溶液中所加入的碘化钾发生反应，而析出碘，溶解氧越多，析出的碘也越多，溶液的颜色也就越深 2KI+H 2SO 4=2HI+K 2SO4 MnO 3+2H 2SO 4+2HI=2MnSO 4+I 2+3H 2O I2+2Na 2S 2O 3=2NaI+Na 2S
4O6用移液管取一定量的反应完毕的水样，以淀粉做指示剂，用标准溶液滴定，计算出水样中溶解氧的含量。 三、仪器 1.250ml—300ml溶解氧瓶 2.50ml酸式滴定管。 3.250ml锥形瓶 4.移液管 5.250ml碘量瓶 6.洗耳球 四、试剂 l、硫酸锰溶液。溶解480g分析纯硫酸锰（MnS0 4· H 20）溶于蒸馏水中，过滤后稀释成1000ml.此溶液加至酸化过的碘化钾溶液中，遇淀粉不得产生蓝色。 2、碱性碘化钾溶液。取500g氢氧化钠溶解于300—400ml蒸馏水中（如氢氧化钠溶液表面吸收二氧化碳生成了碳酸钠，此时如有沉淀生成，可过滤除去）。 另取得气150g碘化钾溶解于200ml蒸馏水中，待氢氧化钠冷却后，将两溶液合并，混匀，用水稀释至1000ml。如有沉淀，则放置过夜后，倾出上层清液，贮于棕色瓶中，用橡皮塞塞紧，闭光保存。此溶液酸化后，与淀粉应不呈蓝色。 3.1%淀粉溶液：
4 氧解吸实验 一、实验目的及任务： 1、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K x a 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，利用传质速率方程处理传质问题的方法。 5、两种不同填料的传质性能比较（选做）。 二、基本原理： 本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔顶行关联，得到K x a=AL a ·V b 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1.8～2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 1.8～2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。 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： m p x A x V a K G ???= m p A x x V G a K ??= 其中 2 2112211ln )()(e e e e m x x x x x x x x x -----=? ()21x x L G A -= Ω?=Z V p 相关的填料层高度的基本计算式为： 图1 填料层压降塔气速关系示意图
二氧化碳吸收与解吸实 验装置说明书 仁爱化工基础实验中心 王立轩 2014．05
一、实验目的： 1.了解填料吸收塔的结构和流体力学性能。 2．学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。 二、实验内容 1. 测定填料层压强降与操作气速的关系，确定填料塔在一定液体喷淋量下的 液泛气速。 2. 固定液相流量和入塔混合气氨的浓度，在液泛速度以下取两个相差较大的 气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质 单元高度和体积吸收总系数）。 3. 采用纯水吸收二氧化碳、空气解吸水中二氧化碳，测定填料塔的液侧传质 膜系数和总传质系数。 三、实验原理 1.气体通过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层 压强降的大小决定了塔的动力消耗。压强降与气、液流量有关，不同液体喷淋 量下填料层的压强降P ?与气速u 的关系如图1-1所示： 图1-1 填料层的P ? ～u 关系 当无液体喷淋即喷淋量00=L 时，干填料的P ?～u 的关系是直线，如图
中的直线0。当有一定的喷淋量时，P ?～u 的关系变成折线，并存在两个转 折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。这两个转折点将P ?～u 关系分为三个区段：恒持液量区、载液区与液泛区。 2. 传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，而实验测定是 获取吸收系数的根本途径。对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸）， 吸收系数将随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。 （1）二氧化碳吸收-解吸实验 根据双膜模型的基本假设，气侧和液侧的吸收质A 的传质速率方程可分别 表达为 气膜 )(Ai A g A p p A k G -= （1-1） 液膜 )(A Ai l A C C A k G -= （1-2） 式中：A G —A 组分的传质速率，1-?s kmoI ； A —两相接触面积，m 2 ； A P —气侧A 组分的平均分压，Pa ； Ai P —相界面上A 组分的平均分压，Pa ； A C —液侧A 组分的平均浓度，3-?m kmol Ai C —相界面上A 组分的浓度3-?m kmol g k —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，112---???Pa s m kmol ; l k —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，1-?s m 。 以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又可分别 表达为：)(* -=A A G A p p A K G （1-3） )(A A L A C C A K G -=* （1-4） 式中：* A p —液相中A 组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa ； *A C —气相中A 组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，3-?m kmol ； G K —以气相分压表示推动力的总传质系数或简称为气相传质总系数， 112---???Pa s m kmol ；
吸收解吸实训装置实验指导书 郑州树仁科技有限公司
目录 一、前言......................................................................................................................... 错误！未定义书签。 二、实训目的................................................................................................................. 错误！未定义书签。 三、实训原理................................................................................................................. 错误！未定义书签。 四、吸收解吸实训装置介绍......................................................................................... 错误！未定义书签。 (一) 装置介绍..................................................................................................... 错误！未定义书签。 (二) 吸收解吸工艺............................................................................................. 错误！未定义书签。 (三) 工艺流程图 (6) (四) 吸收解吸配置单......................................................................................... 错误！未定义书签。 (五) 装置仪表及控制系统一览表..................................................................... 错误！未定义书签。 (六) 设备能耗一览表......................................................................................... 错误！未定义书签。 五、实验步骤................................................................................................................. 错误！未定义书签。 (一) 开机准备 (8) (二) 正常开机 (8) (三)正常关机 (10) (四) 液泛 (9) (五) 记录数据表................................................................................................. 错误！未定义书签。