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试验七填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

实验六吸收实验

(一)丙酮填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

一、实验目的

1、了解填料吸收塔的结构和流程；

2、了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；

3、掌握吸收总传质系数Kya 的测定方法。二、实验内容

1、测定吸收剂用量与气体进出口浓度y 1、y 2的关系;

2、测定气体流量与气体进出口浓度y 1、y 2的关系;

3、测定吸收剂及气体温度与气体进出口浓度y 1、y 2的关系; 三、实验原理

吸收是分离混合气体时利用混合气体中某组分在吸收剂中的溶解度不同而达到分离的一种方法。不同的组分在不同的吸收剂、吸收温度、液气比及吸收剂进口浓度下，其吸收速率是不同的。所选用的吸收剂对某组分具有选择性吸收。

1、吸收总传质系数K y a 的测定

传质速率式： N A =K y a ·V 填·△Ym (1)

物料衡算式： G 空(Y 1-Y 2)=L(X 1-X 2) (2) 相平衡式： Y=mX (3)

(1)

和

(2)

式

联

立

得

：

K y a=

12()

G Y Y V Y -?空填

(4)

由于实验物系是清水吸收丙酮，惰性气体为空气，气体进口中丙酮浓度y 1>10%,属于高浓度气体吸收，所以： Y 1=

1y y - ； Y 2= 221y y - ；

G 空—空气的流量（由装有测空气的流量计测定）,Kmol/m 2

·h ；

V 填—与塔结构和填料层高度有关；其中：22112211ln

)

()(mX Y mX Y mX Y mX Y Y m -----=

? (5)

02=X ； )(211Y Y L

X -=空；

L —吸收剂的流量（由装有测吸收剂的流量计测定）, Kmol/m 2

·h ； m---相平衡常数（由吸收剂进塔与出塔处装的温度计所测温度确定），吸收温度：

附：流量计校正公式为：

出

进t t t +=

N N

N P T

G G PT = , L/h (G N 为空气转子流量计读数) 单位变换：n G A =空，Kmol/m 2

·h ；（其中，A 为塔横截面积，PG n RT

=）

0o L L M A

=，Kmol/m 2

·h ；（其中，L 0是水流量l/h ，M 0是水的摩尔质量）

2、吸收塔的操作

吸收操作的目标函数：y 2 或 η=

影响y 2 有：1).设备因素；2).操作因素。

1).设备因素

a 、填料塔的结构典型的填料塔结构为塔体是一圆形筒体，筒体内分层安放一定高度的填料层，填料层底端由搁栅支撑，液体分布器和液体再分布器将吸收剂均匀地分散至整个塔截面的填料上。液体靠重力自上而下流动，气体靠压差自下而上流动。填料的表面覆盖着一层液膜，气液传质发生在气液接触面上。

最早的填料拉西(1914)由拉西发明，它是一段外径和高度相等的短管，时隔多年，鲍尔环，阶梯环，弹簧填料，θ环填料……不锈钢金属

图1. 填料塔结构示意图

丝网波纹填料，以及种类繁多的规整填料。评价填料特性的三个数字：

i)比表面积 a (m 2/m 3

) 越大越好；

ii)空隙率ε 气体阻力尽可能小，ε越大越好； iii)单位堆积体积内的填料数目n 。

121y y y -

b 、填料的作用 (1) 增加气液接触面积应满足：i) 80%以上的填料润湿。 ii) 液体为分散相，气体为连续相 (反之为鼓泡塔，失去填料的作用) 。 (2) 增加气液接触面的湍动应满足：i) 保证气液逆流。

图2. 操作线与平衡线的关系 ii) 要有适宜的液气比，若气速过大，液体下降速度为零，即发生液泛。填料塔的操作满足了上述要求，填料才会起作用。 c 、液体分布器的作用

(1)较高的填料层，需分段安装液体再分布器。

(2)克服液体向壁偏流现象，为此，每隔一定高度的填料层，要装有液

体再分布器。

(3)使填料均匀润湿，从而增加气液接触面积。 2）、操作因素

本文所强调对于特定的吸收过程，改变L 、t 、x 2三要素对改善y 2所起的作用是不同的，即回答特定的吸收过程，三要素中哪一个是控制因素。 (1)、当L/G >m 时，推动力△y m 由操作线某一端靠近平衡线的那一头所决定，见图2所示。若增加吸收剂L 的流量导致解吸超负荷，解吸不彻底，所引起的后果是吸收剂进口浓度x 2增加，从而使吸收后尾气浓度y 2 也增加。针对这种情况，控制操作要素是x 2，降低x 2，见图2所示。

其方法有二种：

i)改善解吸塔的操作，采用一切能使解吸彻底的方法。

ii)增加新鲜吸收剂的用量。

(

2) 当L/G

图3 操作线与平衡线的关系

图4 操作线与平衡线的关系

但是，L的增加有适度的要求，一般为L/G=～2)(L/G)min,还应同时考虑再生设备的处理能力。

（3）当吸收系强放热过程时，意味着自塔顶而下，吸收液温度增加很大，甚至达到了解吸温度。此时的平衡线斜率变陡，传质推动力△y m下降，见图4所示。如，用水来吸收SO3制H2SO4,第一步只能先制得93%的硫酸，再用93%硫酸冷却后吸收SO3,经脱去少量水，才制得98%浓硫酸。因此，针对这种情况，控制操作要素是吸收剂温度t，即吸收液需经中间冷却后再吸收。

四、实验装置流程图

1、设备流程图

2、主要设备仪表

管道加热器，吸收塔，丙酮鼓泡器，压力定值器，空气压缩机，流量计，测温仪表

3、主要设备参数

玻璃弹簧填料塔参数：塔径：35mm 填料高度：240mm 定值器参考设定压力：

瓷拉西环填料塔参数：塔径：35mm 填料高度：400mm 定值器参考设定压力：

4、用气相色谱测丙酮的操作条件（气相色谱仪GC961T）

进样器温度： 150℃热导池温度： 150℃柱箱初始温度： 150℃载气流量A：刻度5左右载气流量B：刻度5左右电流： 80MA

进样量（六通阀进样）： 25ML

五、实验步骤

1、打开吸收剂计量流量计至刻度为2 L/h。

2、打开空气压缩机，调节压力定值器至刻度为，此压力足够提供气体流动的推动力，因为尾气排放直接放空。

3、调节液封装置中的调节阀使吸收塔塔底液位处于气体进口处以下的某一固定高度。

4、调节空气计量流量计至刻度为400 L/h。

5、待稳定10 min后，分别对气体进、出口y1、y2取样分析，为使实验数据准确起见，先取y2,后取y1；取样针筒应在取样分析前用待测气体洗二次，取样量近30ml。

6、当常温吸收实验数据测定完后，将吸收剂进口温度调节器打开，旋至电流刻度为，待进、出口温度显示均不变时，取样分析。

注意事项：

1、室温大于15℃时，空气不需加热，即可达到配料要求。若室温偏低，

可预热空气使y1达到要求。

2、各仪表读数恒定5min以后，即可记录或取样分析有关数据，再按预先

设计的实验方案调节有关参数。

3、用微量针管取样时，应特别仔细，按老师要求操作。

六、实验报告的内容和要求

1、数据采集完后用计算机进行处理。

2、取一组数据进行示例计算，计算出ΔY m、η、K y a。

3、对实验结果进行讨论和分析。

七、思考题

1、从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度对吸

收过程的影响

2、从实验数据分析水吸收丙酮是气膜控制还是液膜控制，还是两者兼有

之

3、填料吸收塔塔底为什么必须有液封装置，液封装置是如何设计的。

4、将液体丙酮混入空气中。除实验装置中用到的方法外，还可有哪几种附表：

（二）氨填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

一、实验目的

1、了解填料吸收塔的结构和流程；

2、了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；

3、掌握吸收总传质系数Kya 的测定方法。二、实验内容

1、测量某喷淋量下填料层(ΔP/z)--U 关系曲线；

2、在一定喷淋量下，计算混合气体中氨组分为靡尔比时的传质系数Kya 。三、实验原理

1、总传质系数Kya 的测定 OG V

H Kya =

（1）式中：v--空气的摩尔流量 mol/h ；

Kya--传质系数 mol/m 3

·h ；

Ω—塔的横截面积 m 2

； H OG --气相总传质单元高度 m 。由(7--1)可知，OG V Kya H =

?Ω

(2)

2、气相总传质单元高度的H OG 的测定: OG OG

H N =

(3)

式中: Z--填料层总高度 m; N OG --气相总传质单元数;

3、气相总传质单元数N OG 的测定， 12

OG m

y y N Y -=

? (4) 式中:y 1--塔底气相浓度; y 2--塔顶气相依度; ΔYm --平均浓度差。

4、气相平均推动力ΔYm的测定： 12

12ln()

m y y Y y y ?-??=

?-? （5）

11211y y y y mx ?=-=-

22222y y y y mx ?=-=-

5、吸收塔的操作和调节:

吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成y 2上，或组分的回收率η上。在低浓度气体吸收时，回收率可近似用下式计算:

12211

1y y y

y y η-=

=- (6) 吸收塔的气体进口条件是由前一工序决定的，控制和调节吸收操作结果

的是吸收剂的进口条件:流率L 、温度t 、浓度X 三个要素。

由吸收分析可知，改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用的方法，当气体流率G 不变时，增加吸收剂流率，吸收速率N A 增加，溶质吸收量增加，那么出口气体的组成y 2减小，回收度η增大。当液相阻力较小时，增加液体的流量，传质总系数变化较小或基本不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力Δy m 的增加而引起的，即此时吸收过程的调节主要靠传质系数大幅度增加，而平均推动力可能减小，但总的结果使传质速度增大，溶质吸收量增大。

吸收剂入口温度对吸收过程影响也甚大，也是控制和调节吸收操作的一个重要因素。降低吸收剂的温度。使气体的溶解度增大，相平衡常数减小。对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度、吸收过程的阻力

1m Kya Kxa

=将随之减小，结果使吸收效果变好，y 2降低，而平均推动力ΔYm 或许会减小。对于气相控制的吸收过程，降低操作温度，过程阻力

11Kya kya

=不变，但平均推动力增大，吸收效果同样将变好。总之，吸收剂温度的降低，改变了相平衡常数，对过程阻力及过程推动力都产生影响，其总的结果使吸收效果变好，吸收过程的回收度增加。

吸收剂进口浓度x 2是控制和调节吸收效果的又一重要因素。吸收剂进口浓度x 2降低，液相进口处的推动力增大，全塔平均推动力也将随之增大而有

利于吸收过程回收率的提高。

应当注意，当气液两相在塔底接近平衡(

m G

<)欲降低y 2，提高回收率，用增大吸收剂用量的方法更有效,见图(a)。但是，当气液两相在塔顶接近平衡时(

L m G >)提高吸收剂用量，即增大L

并不能使y 2明显的降低，只有用降低吸收剂入塔浓度x 2才是有效的,见图（b ）。

四、实验设备、仪表及流程图 1、设备参数:

(1)鼓风机：XGE 型旋涡气泵，型号2，最大压力1176Kpa ，最大流量:75m 3

/h (2)填料塔:材质为硼酸玻璃管，内装瓷拉两环，填料层高度Z=;

填料塔内径D= (3)液氨瓶一个 2、流量测量

(1)空气转子流量计：型号：LZB —25 流量范围：—25m 3

/h 精度：℅

(2)水转子流量计: 型号：LZB--6 流量范围：6—60l/m 精度：℅

3、浓度测量：

(1)塔底吸收液浓度分析：定量化学分析仪一套。

(2)塔顶尾气浓度分析：吸收瓶、量气瓶、水准瓶一套。 4、实验装置及流程图

五、实验方法及步骤

1、测量某喷淋量下填料层(ΔP/Z)一U 关系曲线

先打开水的调节阀，使水的喷淋量为40L/h ，后启动鼓风机，用空气调

水准瓶

量气筒

吸收瓶

U 型压差计

鼓风机

氨气

自来水

水转子流量

计

空气转子

节阀调节进塔的空气流量，按空气流量从小到大的顺序读取填料层压降ΔP，转子流量计读数和流量计处空气温度，并注意观察塔内的操作现象，一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。在对数坐标纸上标出液体喷淋量为40L/h 时(ΔP/Z)一U 关系曲线，确定液泛气速与观察的液泛气速相比较。

2、测一定空气流量和水流量下的氨气的吸收效果

选择适宜的空气流量和水流量(建议水流量为30L/h)，计算向进塔空气中送入的氨气流量，使混合气体中氨组分为左右摩尔比。待吸收过程基本稳定后，记录各流量计读数和温度，记录塔底排出液的温度，并分析塔顶尾气及塔底吸收液的浓度。

3、尾气分析方法

a 、排出两个量气管内空气，使其中水面达到最上端的刻度线零点处，并关闭三通旋塞。

b 、用移液管向吸收瓶内装入5ml 浓度为左右的硫酸并加入1一2滴甲基橙指示液。

c 、将水准瓶移至下方的实验架上，缓慢地旋转三通旋塞，让塔顶尾气通过吸收瓶，旋塞的开度不宜过大，以能使吸收瓶内液体以适宜的速度不断循环为限。

从尾气开始通入吸收瓶起就必需始终观察瓶内液体的颜色，中和反应达到终点时立即关闭三通旋塞，在量气管内水面与水准瓶内水面齐平的条件下读取量气管内空气的体积。

若某量气管内已充满空气，但吸收瓶内未达到终点，可关闭对应的三通旋塞，读取该量气管内的空气体积，同时启用另一个量气管，继续让尾气通过吸收瓶。

d 、用下式计算尾气浓度Y 2 因为氨与硫酸中和反应式为:

3244242()NH H SO NH SO +=

所以到达化学计量点(滴定终点时)，被滴物的摩尔数3NH n 和滴定剂的摩尔数24H SO n 之比为：324:2:1NH H SO n n =

324242422NH H SO H SO H SO n n M V ==? 3

2424

202//22.4

NH H SO H SO n M V Y n V T T ?=

?空气量气筒量气筒（）式中：3NH n ，n 空气---分别为NH 3和空气的摩尔数

24H SO M ---硫酸溶液体积摩尔浓度，mol 溶质/L 溶液

24H SO V ---硫酸溶液的体积，mL

V 量气筒---量气管内空气总体积，mL T 0---标态时绝对温度，

T---操作条件下的空气绝对温度，K 。 4、塔底吸收液的分析方法

a、当尾气分析吸收瓶达终点后即用三角瓶接取塔底吸收液样品，约200ml并加盖。

b、用移液管取塔底溶液I0mL置于另一个三角瓶中，加入2滴甲基橙指示剂。

c、将浓度约为的硫酸置于酸滴定管内，用以滴定三角瓶中的塔底溶液至终点。

5、水喷淋量保持不变，加大或减小空气流量，相应地改变氨流量，使混

合气中的氨浓度与第一次传质实验时相同，重复上述操作，测定有关数据。

注意事项：

1、启动鼓风机前，务必先全开放空阀2。

2、做传质实验时，水流量不以超过40L/h，否则尾气的氨浓度极低，给尾气分析带来麻烦。

3、两次传质实验所用的进气氨浓度必须一样。

六、数据记录与处理

1、干填料时ΔP/z一U关系测定

V h=V

式中:V转一一空气转子流量计读数m3/h，

t一一空气转子流量计处空气温度℃

3、传质实验

被吸收的气体混合物：空气+氨混合气；吸收剂：水；填料种类：瓷拉西环；填料尺寸：;填料层高度：；塔内径:75mm

实验项目12塔底气相浓度Y1,kmol氨/kmol空气

塔顶气相浓度Y2,kmol氨/kmol空气

塔底液相浓度X1,kmol氨/kmol水

Y1* kmol氨/kmol空气

平均浓度差ΔY m，kmol氨/kmol空气

气相总传质单元数N OG

气相总传单元高度H OG m

空气的摩尔流量V kmol/h

气相总体积吸收系数Kya kmol氨/m3·h

回收率ηA

物

料衡量

气相给出的氨量G气=V(Y1-Y2)

液相得到的氨量G液=L(X1-X2)kmol氨/h

对于G气的相对误差Er

七、思考题:

1、从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量和吸收剂温度

对吸收过程的影响

2、要提高氨水浓度有什么方法(不改变进气浓度)这时又会带来什么问题

3、填料吸收塔底为什么要有液封装置液封装置是怎么设计的

附图:

实验四填料塔吸收传质系数的测定

4 填料塔吸收传质系数的测定 4.1实验目的 1. 了解填料塔吸收装置的基本结构及流程； 2. 掌握总体积传质系数的测定方法； 3. 了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响； 4．了解气相色谱仪和六通阀在线检测CO 2浓度和测量方法。 4.2 实验原理气体吸收是典型的传质过程之一。由于CO 2气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验选择CO 2作为溶质组分是最为适宜的。本实验采用水吸收空气中的CO 2组分。一般将配置的原料气中的CO 2浓度控制在10%以内，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理。又CO 2在水中的溶解度很小，所以此体系CO 2气体的吸收过程属于液膜控制过程。因此，本实验主要测定K xa 和H OL 。 1）计算公式填料层高度Z 为 OL OL x x xa Z N H x x dx K L dZ z ?=-= =? ?* 1 2 （6－1）式中： L 液体通过塔截面的摩尔流量，kmol / (m 2·s)； K xa △X 为推动力的液相总体积传质系数，kmol / (m 3·s)； H OL 传质单元高度，m ； N OL 传质单元数，无因次。令：吸收因数A=L/mG （6－2） ])1ln[(11 1 121A mx y mx y A A N OL +----= （6－3） 2）测定方法（1）空气流量和水流量的测定本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。（2）测定塔顶和塔底气相组成y 1和y 2；（3）平衡关系。本实验的平衡关系可写成 y = m x （6－4）式中： m 相平衡常数，m =E /P ； E 亨利系数，E ＝f (t)，Pa ，根据液相温度测定值由附录查得； p Pa ，取压力表指示值。对清水而言，x 2=0,由全塔物料衡算 )()(2121x x L y y G -=- 可得x 1 。 4.3实验装置与流程 1〕装置流程

填料吸收传质系数的测定

序号：40 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

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a x K ，并进行关联，得到 b a V AL K ?=a x 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。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： m p x A x V a K G ???=

填料塔吸收实验报告

实验6 填料吸收塔实验报告第四组成员：王锋，郑义，刘平，吴润杰一、实验名称填料吸收塔实验二、实验目的 1、了解填料吸收塔的构造并实际操作。 2、了解填料塔的流体力学性能。 3、学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。三、实验内容测定填料层压强降与操作气速的关系曲线，并用ΔP/Z —u 曲线转折点与观察现象相结合的办法，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。四、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，不同喷淋量下填料层的压强降ΔP 与空塔气速u 的关系如下图所示：图6-1 填料层的ΔP ～u 关系当无液体喷淋即喷淋量L0=0时，干填料的ΔP ～u 的关系是直线，如图中的直线0。当有一定的喷淋量时，ΔP ～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ΔP ～u 关系分为三个区段：恒持液量区、载液区与液泛区。

五、实验装置和流程图6-2 填料吸收塔实验装置流程图 1-风机、2-空气流量调节阀、3-空气转子流量计、4-空气温度、5-液封管、6-吸收液取样口、7-填料吸收塔、8-氨瓶阀门、9-氨转子流量计、10-氨流量调节阀、11-水转子流量计、12-水流量调节阀、13-U型管压差计、14-吸收瓶、15-量气管、16-水准瓶、17-氨气瓶、18-氨气温度、20-吸收液温度、21-空气进入流量计处压力实验流程示意图见图一,空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量,空气通过流量计处的温度由温度计4测量,空气流量由放空阀2调节,氨气由氨瓶送出,?经过氨瓶总阀8进入氨气转子流量计9计量,?氨气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。其流量由阀10调节5,然后进入空气管道与空气混合后进入吸收塔7的底部,水由自来水管经水转子流量计11,水的流量由阀12调节,然后进入塔顶。分析塔顶尾气浓度时靠降低水准瓶16的位置,将塔顶尾气吸入吸收瓶14和量气管15。?在吸入塔顶尾气之前,予先在吸收瓶14内放入5mL 已知浓度的硫酸作为吸收尾气中氨之用。吸收液的取样可用塔底6取样口进行。填料层压降用∪形管压差计13测定。六、实验操作方法及步骤 1、测量干填料层(△P／Z)─u关系曲线: 先全开调节阀 2,后启动鼓风机,用阀 2 调节进塔的空气流量,按空气流量从小到大的顺序读取填料层压降△P,转子流量计读数和流量计处空气温度,测量12～15组数据?然后在双对数坐标纸上以空塔气速 u为横坐标,以单位高度的压降△P／Z为纵坐标,标绘干填料层(△P／Z)─u关系曲线。 2、测量某喷淋量下填料层(△P／Z)─u关系曲线: 用水喷淋量为30L／h时,用上面相同方法读取填料层压降△P,?转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象, ?一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。在对数坐标纸上标出液体喷淋量为30L／h下(△P／z)─u?关系曲线,确定液泛气速并与观察的液泛气速相比较。 3、测量某喷淋量下填料层(△P／Z)─u关系曲线: 用水喷淋量为50L／h时,用上面相同方法读取填料层压降△P,?转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象, ?一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。在对数坐标纸上标出液体喷淋量为50L／h下(△P／z)─u?关系曲线,确定液泛气速

【报告】填料塔吸收传质系数的测定

【关键字】报告化工原理实验报告学院：专业：班级：一、实验目的 1．了解填料塔吸收装置的基本结构及流程； 2．掌握总体积传质系数的测定方法； 3．了解气相色谱仪和六通阀的使用方法。二、实验原理气体吸收是典型的传质过程之一。由于CO2气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验常选择CO2作为溶质组分。本实验采用水吸收空气中的CO2组分。一般CO2在水中的溶解度很小，即使预先将一定量的CO2气体通入空气中混合以提高空气中的CO2浓度，水中的CO2含量仍然很低，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理，并且此体系CO2气体的解吸过程属于液膜控制。因此，本实验主要测定Kxa 和HOL 。计算公式填料层高度Z 为 OL OL x x xa Z N H x x dx K L dZ z ?=-= =??* 1 2 式中： L 液体通过塔截面的摩尔流量，kmol / (m2·s)； Kxa 以△X 为推动力的液相总体积传质系数，kmol / (m3·s)； HOL 液相总传质单元高度，m ； NOL 液相总传质单元数，无因次。令：吸收因数A=L/mG ])1ln[(11 1 121A mx y mx y A A N OL +----= 测定方法（1）空气流量和水流量的测定本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。（2）测定填料层高度Z 和塔径D ；（3）测定塔顶和塔底气相组成y1和y2；（4）平衡关系。

本实验的平衡关系可写成 y = mx 式中：m 相平衡常数，m=E/P； E 亨利系数，E＝f(t)，Pa，根据液相温度由附录查得； P 总压，Pa，取1atm。对清水而言，x2=0,由全塔物料衡算可得x1 。三、实验装置 1．装置流程 1－液体出口阀2；2－风机；3－液体出口阀1；4－气体出口阀；5－出塔气体取样口；6－U型压差计；7－填料层；8－塔顶预分布器；9－进塔气体取样口；10－玻璃转子流量计（0.4~4m3/h）；11－混合气体进口阀1；12－混合气体进口阀2；13－孔板流量计；14－涡轮流量计；15－水箱；16－水泵图7-1 吸收装置流程图本实验装置流程：由自来水源来的水送入填料塔塔顶经喷头喷淋在填料顶层。由风机送来的空气和由二氧化碳钢瓶来的二氧化碳混合后，一起进入气体混合罐，然后再进入塔底，与水在塔内进行逆流接触，进行质量和热量的交换，由塔顶出来的尾气放空，由于本实验为低浓度气体的吸收，所以热量交换可略，整个实验过程看成是等温操作。 2．主要设备（1）吸收塔：高效填料塔，塔径100mm，塔内装有金属丝网波纹规整填料或θ环散装填料，填料层总高度2000mm.。塔顶有液体初始分布器，塔中部有液体再分布器，塔底部有栅板式填料支承装置。填料塔底部有液封装置，以避免气体泄漏。（2）填料规格和特性：金属丝网波纹规整填料：型号JWB—700Y，规格φ100×100mm，比表面积700m2/m3。（3）转子流量计：介质条件常用流量最小刻度标定介质标定条件 CO22L/min0.2 L/min CO220℃ 1.0133×105Pa （4）空气风机：型号：旋涡式气机（5）二氧化碳钢瓶；（6）气相色谱分析仪。四、实验步骤 1．实验步骤（1）熟悉实验流程及弄清气相色谱仪及其配套仪器结构、原理、使用方法及其注意事项；（2）打开混合罐底部排空阀，排放掉空气混合贮罐中的冷凝水；（3）打开仪表电源开关及风机电源开关，进行仪表自检；（4）开启进水阀门，让水进入填料塔润湿填料，仔细调节玻璃转子流量计，使其流量稳定在某一实验值。（塔底液封控制：仔细调节液体出口阀的开度，使塔底液位缓慢地在一段区间内变化，以免塔底液封过高溢满或过低而泄气）；

实验四填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

实验四填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定姓名：学号：；学院专业级班；同组同学姓名：；；。实验日期：；天气：；室温：大气压：；成绩： . 一、实验目的 1.了解填料吸收塔的结构和操作流程； 2.掌握产生液泛现象的原因和过程。 3.明确吸收塔填料层压降p与空塔气速u在双对数坐标中的关系曲线及其意义，了解实际操作气速与泛点气速之间的关系 4.了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响； 5. 掌握气相总容积吸收传质系数Ky,α的测定方法二、基本原理吸收是指利用气体中各组分在液相中溶解度的差异而分离气体混合物的操作。在吸收过程中，所用液体成为吸收剂（或溶剂）；气体中被溶解的组分称为吸收质或溶质；不被溶解的气体组分称为惰性气体或载体；吸收操作所得到的液体称为溶液（主要成分为吸收剂和溶质）；剩余的气体为尾气，主要成分为惰性气体，还有残余的吸收质。 1.气液相平衡关系大多数气体物质A溶解形成稀溶液时，稀溶液上方溶质A的平衡分压p A*与其在溶液中的摩尔分数x A成正比： p A* = Ex A (4-1) 这就是亨利定律。式中，E为亨利系数（kPa）。若气相组成也用平衡摩尔分数y*表示，则(3-4-1)式可写为：

y A* = Ex A/p (4-2) 令E/p= m，则 y A* = mx A (4-3) 式中，m为相平衡系数，量纲为1。吸收过程中，溶液和气体的总量在不断变化，使得吸收过程的计算比较复杂。为了简便起见，工程计算中采用在吸收过程中数量不变的惰性气体（如空气）和纯吸收剂为基准，用物质的量之比（也称为比摩尔分数）来表示气相和液相中吸收质A的含量，并分别用Y A和 X A表示。平衡时，其关系式为： Y A*= mX A/(1?(1?m)X A) 当溶液浓度很低时，X A很小，则1+(1－m)X A?1，式(3-4-4)可简化为： Y A*＝mX A 2.填料吸收塔流体力学特性填料塔是一种重要的气液传质设备，其主体为圆柱形的塔体，底部有一块带孔的支撑板来支承填料，并允许气液顺利通过。填料层上方有液体分布装置，可以使液体均匀喷洒在填料塔上。液体在填料中有倾向于塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分段，段与段之间设置液体再分布器，以利液体的重新分布。吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时，由于克服摩擦阻力和局部阻力而导致了压强降△P的产生。填料塔的流体力学特性是吸收设备的主要参数，它包括压强降液泛规律。了解填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗，确定填料塔适宜操作范围以及选择适宜的气液负荷。填料塔的流体力学特性的测定主要是确定适宜操作气速。在填料塔中，当气体自下而上通过干填料（L=0）时，与气体通过其它固体颗粒床层一样，气压降△P与空塔气速u的关系可用式△P=u1.8-2.0表示。在双对数坐标系中为一条直线，斜率为 1.8— 2.0。在有一条喷淋（L≠0）时，气体通过床层的压降除与气速和填料有关外，还取决于喷淋密度等因素。在一定的喷淋密度下，当气速小时，阻力与空塔速度仍然遵守△P∝u1.8-2.0这一关系。但在同样的空塔速度下，由于填料表面有液膜存在，填料中的空隙减小，填料空隙中的实际速度增大，因此床层阻力降比无喷淋时的值高。当气速增加到某一值时。由于上升气流与下降液体的摩擦阻力增大，开始阻碍液体的顺利下流，以致于填料层内的气液量随气速的增加而增加，此现象称为拦液现象，此点为载点，开始拦液时的空塔气速称为载点气速。进入载液区后，当空塔气速再进一步增大，则填料层内拦液量不断增高，到达某一气速时，气、液间的摩擦力完全阻止液体向下流动，填料层的压力将急剧升高，在△P∝u n关系式中，n的数值可达10左右，此点称为泛点。在不同的喷淋密度下，在双对数坐标中可得到一系列这样的折线。随着喷淋密度的增加，填料层的载点气速和泛点气速下降。本实验以水和空气为工作介质，在一定喷淋密度下，逐步增大气速，记录填料层的压降与塔顶表压的大小，直到发生液泛为止。 3.吸收速率方程式

实验四填料塔吸收传质系数的测定

实验四填料塔吸收传质系数的测定公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

])1ln[(11 1 121A mx y mx y A A N OL +----= （6－3） 2）测定方法（1）空气流量和水流量的测定本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。（2）测定塔顶和塔底气相组成y 1和y 2；（3）平衡关系。本实验的平衡关系可写成 y =m x （6－4）式中： m 相平衡常数，m =E /P ； E 亨利系数，E ＝f (t)，Pa ，根据液相温度测定值由附录查得； p 总压，Pa ，取压力表指示值。对清水而言，x 2=0,由全塔物料衡算可得x 1。 4.3实验装置与流程 1〕装置流程本实验装置流程如图6－1所示：水经转子流量计后送入填料塔塔顶再经喷淋头喷淋在填料顶层。由风机输送来的空气和由钢瓶输送来的二氧化碳气体混合后，一起进入气体混合稳压罐，然后经转子流量计计量后进入塔底，与水在塔内进行逆流接触，进行质量和热量的交换，由塔顶出来的尾气放空，由于本实验为低浓度气体的吸收，所以热量交换可略，整个实验过程可看成是等温吸收过程。

实验七填料塔吸收实验

实验七填料吸收塔的操作和吸收系数的测定一、实验目的１.了解填料吸收塔的结构、填料特性及吸收装置的基本流程。２.熟悉填料塔的流体力学性能。３.掌握总传质系数K Y a测定方法。４.了解空塔气速和液体喷淋密度对传质系数的影响。二、实验内容１．测定干填料及不同液体喷淋密度下填料的阻力降?P与空塔气速u的关系曲线，并确定液泛气速。２．测量固定液体喷淋量下，不同气体流量时，用水吸收空气—氨混和气体中氨的体积吸收系数K Y a。三、基本原理 1．填料塔流体力学特性填料塔是一种重要的气液传质设备，其主体为圆柱形的塔体，底部有一块带孔的支撑板来支承填料，并允许气液顺利通过。支撑板上的填料有整堆和乱堆两种方式，填料分为实体填料和网体填料两大类，如拉西环、鲍尔环、θ网环都属于实体填料。填料层上方有液体分布装置，可以使液体均匀喷洒在填料上。液体在填料中有倾向于塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分段，段与段之间设置液体再分布器，以利液体的重新分布。吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时,由于克服摩擦阻力和局部阻力而导致了压强降?P的产生。填料塔的流体力学特性是吸收设备的主要参数,它包括压强降和液泛规律。了解填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗，确定填料塔适宜操作范围以及选择适宜的气液负荷。填料塔的流体力学特性的测定主要是确定适宜操作气速。在填料塔中,当气体自下而上通过干填料（L=0）时,与气体通过其它固体颗粒床层一样,气压降?P与空塔气速u的关系可用式?P=u1.8-2.0表示。在双对数坐标系中为一条直线,斜率为1.8-2.0。在有液体喷淋（L≠0）时,气体通过床层的压降除与气速和填料有关外,还取决于喷淋密度等因素。在一定的喷淋密度下,当气速小时,阻力与空塔速度仍然遵守?P∝u1.8-2.0这一关系。但在同样的空塔速度下，由于填料表面有液膜存在,填料中的空隙减小,填料空隙中的实际速度增大,因此床层阻力降比无喷淋时的值高。当气速增加到某一值时,由于上升气流与下降液体间的摩擦阻力增大,开始阻碍液体的顺利下流,以致于填料层内的气液量随气速的增加而增加,此现象称为拦液现象,此点为载点，开始拦液时的空塔气速称为载点气速。进入载液区后,当空塔气速再进一步增大,则填料层内拦液量不断增高,到达某一气速时,气、液间的摩擦力完全阻止液体向下流动,填料层的压力将急剧升高,在?P∝u n关系式中,n的数值可达10左右，此点称为泛点。在不同的喷淋密度下,在双对数坐标中可得到一系列这样的折线。随着喷淋密度的增加,填料层的载点气速和泛点气速下降。本实验以水和空气为工作介质，在一定喷淋密度下,逐步增大气速，记录填料层的压降与

(完整版)13液液传质系数的测定

液液传质系数的测定 A 实验目的 (1) 掌握用刘易斯池测定液液传质系数的实验方法； (2) 测定醋酸在水与醋酸乙酯中的传质系数; (3) 探讨流动情况、物系性质对液液界面传质的影响机理。 B 实验原理实际萃取设备效率的高低，以及怎样才能提高其效率，是人们十分关心的问题。为了解决这些问题，必须研究影响传质速率的因素和规律，以及探讨传质过程的机理。近几十年来，人们虽已对两相接触界面的动力学状态，物质通过界面的传递机理和相界面对传递过程的阻力等问题进行了研究，但由于液液间传质过程的复杂性，许多问题还没有得到满意的解答，有些工程问题不得不借助于实验的方法或凭经验进行处理。工业设备中，常将一种液相以滴状分散于另一液相中进行萃取。但当流体流经填料、筛板等内部构件时，会引起两相高度的分散和强烈的湍动，传质过程和分子扩散变得复杂，再加上液滴的凝聚与分散，流体的轴向返混等问题影响传质速率的主要因素，如两相实际接触面积、传质推动力都难以确定。因此，在实验研究中，常将过程进行分解，采用理想化和模拟的方法进行处理。 1954年刘易斯[1] (Lewis)提出用一个恒定界面的容器，研究液液传质的方法，它能在给定界面面积的情况下，分别控制两相的搅拌强度，以造成一个相内全混，界面无返混的理想流动状况，因而不仅明显地改善了设备内流体力学条件及相际接触状况，而且不存在因液滴的形成与凝聚而造成端效应的麻烦。本实验即采用改进型的刘易斯池 [2] [3] 进行实验。由于刘易斯池具有恒定界面的特点，当实验在给定搅拌速度及恒定的温度下，测定两相浓度随时间的变化关系，就可借助物料衡算及速率方程获得传质系数。 () * W W W W W C C K dt dC A V -=?- (1) () 0* 0000C C K dt dC A V -=? (2) 若溶质在两相的平衡分配系数m 可近似地取为常数，则

填料塔吸收综合实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除填料塔吸收综合实验报告篇一：实验七填料塔吸收实验实验七填料吸收塔的操作和吸收系数的测定一、实验目的１.了解填料吸收塔的结构、填料特性及吸收装置的基本流程。２.熟悉填料塔的流体力学性能。３.掌握总传质系数KYa测定方法。４.了解空塔气速和液体喷淋密度对传质系数的影响。二、实验内容１．测定干填料及不同液体喷淋密度下填料的阻力降?p 与空塔气速u的关系曲线，并确定液泛气速。２．测量固定液体喷淋量下，不同气体流量时，用水吸收空气—氨混和气体中氨的体积吸收系数KYa。三、基本原理 1．填料塔流体力学特性填料塔是一种重要的气液传质设备，其主体为圆柱形的塔体，底部有一块带孔的支撑板来支承填料，并允许气液顺

利通过。支撑板上的填料有整堆和乱堆两种方式，填料分为实体填料和网体填料两大类，如拉西环、鲍尔环、?网环都属于实体填料。填料层上方有液体分布装置，可以使液体均匀喷洒在填料上。液体在填料中有倾向于塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分段，段与段之间设置液体再分布器，以利液体的重新分布。吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时,由于克服摩擦阻力和局部阻力而导致了压强降?p的产生。填料塔的流体力学特性是吸收设备的主要参数,它包括压强降和液泛规律。了解填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗，确定填料塔适宜操作范围以及选择适宜的气液负荷。填料塔的流体力学特性的测定主要是确定适宜操作气速。在填料塔中,当气体自下而上通过干填料（L=0）时,与气体通过其它固体颗粒床层一样,气压降?p与空塔气速u的关系可用式?p=u1.8-2.0表示。在双对数坐标系中为一条直线,斜率为1.8-2.0。在有液体喷淋（L?0）时,气体通过床层的压降除与气速和填料有关外,还取决于喷淋密度等因素。在一定的喷淋密度下,当气速小时,阻力与空塔速度仍然遵守?p?u1.8-2.0这一关系。但在同样的空塔速度下，由于填料表面有液膜存在,填料中的空隙减小,填料空隙中的实际速度增大,因此床层阻力降比无喷淋时的值高。当气速增加

实验四填料塔吸收传质系数的测定

4填料塔吸收传质系数的测定实验目的 1. 了解填料塔吸收装置的基本结构及流程； 2. 掌握总体积传质系数的测定方法； 3. 了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响； 4．了解气相色谱仪和六通阀在线检测CO 2浓度和测量方法。实验原理气体吸收是典型的传质过程之一。由于CO 2气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验选择CO 2作为溶质组分是最为适宜的。本实验采用水吸收空气中的CO 2组分。一般将配置的原料气中的CO 2浓度控制在10%以内，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理。又CO 2在水中的溶解度很小，所以此体系CO 2气体的吸收过程属于液膜控制过程。因此，本实验主要测定K xa 和H OL 。 1）计算公式填料层高度Z 为 OL OL x x xa Z N H x x dx K L dZ z ?=-= =? ?* 1 2 0 （6－1）式中： L 液体通过塔截面的摩尔流量，kmol/(m 2·s)； K xa △X 为推动力的液相总体积传质系数，kmol/(m 3 ·s)； H OL 传质单元高度，m ； N OL 传质单元数，无因次。令：吸收因数A=L/mG （6－2） ])1ln[(11 1 121A mx y mx y A A N OL +----= ?（6－3）

2）测定方法（1）空气流量和水流量的测定本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。（2）测定塔顶和塔底气相组成y 1和y 2 ；（3）平衡关系。本实验的平衡关系可写成 y=m x（6－4）式中：m相平衡常数，m=E/P； E亨利系数，E＝f(t)，Pa，根据液相温度测定值由附录查得； p总压，Pa，取压力表指示值。对清水而言，x2=0,由全塔物料衡算可得x1。实验装置与流程 1〕装置流程本实验装置流程如图6－1所示：水经转子流量计后送入填料塔塔顶再经喷淋头喷淋在填料顶层。由风机输送来的空气和由钢瓶输送来的二氧化碳气体混合后，一起进入气体混合稳压罐，然后经转子流量计计量后进入塔底，与水在塔内进行逆流接触，进行质量和热量的交换，由塔顶出来的尾气放空，由于本实验为低浓度气体的吸收，所以热量交换可略，整个实验过程可看成是等温吸收过程。图6—1吸收装置流程图 2〕主要设备（1）吸收塔：高效填料塔，塔径100mm，塔内装有金属丝网板波纹规整填料，填

填料塔吸收实验数据及处理

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.5 1 1.5 2 空塔气速单位高度压降空气流量u(m 3) H1(cm) Ppa P/H 0.375 0.18 17.64 0.027 0.5 0.3 29.4 0.045 0.7 0.45 44.1 0.068 0.9 0.75 73.5 0.113 1.1 1.05 102.9 0.158 1.3 1.3 127.4 0.196 1.5 1.6 156.8 0.241 1.7 1.9 186.2 0.286 1.9 2.2 215.6 0.332

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 0.000 0.2000.4000.6000.800 1.000 1.200 1.400 1.600 流量液体喷淋量20L /h 空气流量u H1 Ppa P/H 0.375 0.550 53.900 0.083 0.500 1.100 107.800 0.166 0.600 1.500 147.000 0.226 0.700 1.850 181.300 0.279 0.800 2.200 215.600 0.332 0.900 2.700 264.600 0.407 1.000 4.100 401.800 0.618 1.100 5.100 499.800 1.428 1.200 6.370 624.260 0.960 1.300 7.150 700.700 1.078 1.400 21.000 2058.000 3.166 1.500 33.000 3234.000 4.975

填料塔吸收实验

序号：34 化工原理实验报告实验名称：填料吸收传质系数测定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工09－3班姓名：曾学礼学号09402010337

同组者姓名：周锃刘翰卿指导教师：王志强日期：2011年9月20日一、实验目的 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，利用传质速率方程处理传质问题的方法。二、实验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△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

吸收(解吸)实验报告

实验名称:吸收（解吸）实验一、实验目的 1 了解填料塔吸收装置的基本结构及流程； 2 掌握总体积传质系数的测定方法； 3 测定填料塔的流体力学性能； 4 了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响； 5 了解气相色谱仪和六通阀在线检测CO2浓度和测量方法； 6 学会化工原理实验软件库的使用。二、实验装置流程示意图及实验流程简述 1〕装置流程本实验装置流程如图6－1所示：水经转子流量计后送入填料塔塔顶再经喷淋头喷淋在填料顶层。由风机输送来的空气和由钢瓶输送来的二氧化碳气体混合后，一起进入气体混合稳压罐，然后经转子流量计计量后进入塔底，与水在塔内进行逆流接触，进行质量和热量的交换，由塔顶出来的尾气放空，由于本实验为低浓度气体的吸收，所以热量交换可略，整个实验过程可看成是等温吸收过程。

2〕主要设备（1）吸收塔：高效填料塔，塔径100mm，塔内装有金属丝网板波纹规整填料，填料层总高度2000mm.。塔顶有液体初始分布器，塔中部有液体再分布器，塔底部有栅板式填料支承装置。填料塔底部有液封装置，以避免气体泄漏。（2）填料规格和特性：金属丝网板波纹填料：型号JWB—700Y，填料尺寸为φ100×50mm，比表面积700m2/m3。（4）气泵：层叠式风机，风量0～90m3/h，风压40kPa；（5）二氧化碳钢瓶；（6）气相色谱仪（型号：SP6801）；（7）色谱工作站：浙大NE2000。三、简述实验操作步骤及安全注意事项 1 实验步骤（1）熟悉实验流程及弄清气相色谱仪及其配套仪器结构、原理、使用方法及其注意事项；（2）打开仪表电源开关及风机电源开关；（3）开启进水总阀，使水的流量达到400L/h左右。让水进入填料塔润湿填料。（4）塔底液封控制：仔细调节阀门○2的开度，使塔底液位缓慢地在一段区间内变化，以免塔底液封过高溢满或过低而泄气。（5）打开CO2钢瓶总阀，并缓慢调节钢瓶的减压阀（注意减压阀的开关方向与普通阀门的开关方向相反，顺时针为开，逆时针为关），使其压力稳定在0.1Mpa左右；（6）仔细调节空气流量阀至1m3/h，并调节CO2调节转子流量计的流量，使其稳定在100L/h～160 L/h；（7）仔细调节尾气放空阀的开度，直至塔中压力稳定在实验值；（8）待塔操作稳定后，读取各流量计的读数及通过温度数显表、压力表读取各温度、压力，通过六通阀在线进样，利用气相色谱仪分析出塔顶、塔底气相组成；（9）改变水流量值，重复步骤（6）（7）（8）。（10）实验完毕，关闭CO2钢瓶总阀，再关闭风机电源开关、关闭仪表电源开关，清理实验仪器和实验场地。 2 注意事项（1）固定好操作点后，应随时注意调整以保持各量不变。（2）在填料塔操作条件改变后，需要有较长的稳定时间，一定要等到稳定以后方能读取有关数据。

实验五填料塔液侧传质膜系数的测定

实验五填料塔液侧传质膜系数的测定一、实验目的填料塔在传质过程的有关单元操作中，应用十分广泛。实验研究传质过程的控制步骤，测定传质膜系数和总传质系数，尤为重要。本实验采用水吸收二氧化碳，测定填料塔的液侧传质膜系数、总传质系数和传质单元高度，并通过实验确立液侧传质膜系数与各项操作条件的关系。通过实验，学习掌握研究物质传递过程的一种实验方法，并加深对传质过程原理的理解。二、实验原理图1 双膜模型浓度分布图图2 填料塔的物料衡算图双膜模型的基本假设，气侧和液测得吸收质A 的传质速率方程可分别表达为气膜 G A = k gA (p A －p Ai ) (1) 液膜 G A = k lA (C Ai －C A ) (2) 式中：G A －A 组分的传质速率，kmol ·s -1 A －两相接触面积，m 2； p A －气侧A 组分的平均分压，P a ； p Ai －相界面上A 组分的分压，P a ； C A －液侧A 组分的平均浓度，kmol ·m 3； C Ai －相界面上A 组分的浓度，kmol ·m 3； k g －以分压表达推动力的气侧传质膜系数，kmol ·mv ·s -1·Pa -1； k l －以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，m ·s -1。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 GA (p A －p A *) (3) G A = K LA (C A *－C A ) (4)

式中： p A *为液相中A 组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa ； C A *为气相中A 组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，kmol · m 3； K G 为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 2·s -1·Pa -1； K L 为以液相浓度表示推动力的总传质系数，或简称为液相传质总系数，m ·s -1。若气液相平衡关系遵循亨利定律：C A = Hp A ，则 (5) (6) 当气膜阻力远大于液膜阻力时，则相际传质过程受气膜传质速率控制，此时，K G = k g ；反之，当液膜阻力远大于气膜阻力时，则相际传质过程受液膜传质速率控制，此时，K L =k l 。如图2所示，在逆流接触的填料层内，任意截取一微分段，并以此为衡算系统，则由吸收质A 的物料衡算可得： A L L A dC F dG ρ= (a) 式中：F L 为液相摩尔流率，kmol ·s -1； ρL 为液相摩尔密度，kmol ·s 3；根据传质速率基本方程，可写出该为分段的传质速率微分方程： dG A = K L (C A *－C A )aSdh (b) 联立(a)和(b)两式可得： (c) 式中:a 为气液两相接触的比表面积，m 2/m 3， S 为填料塔的横截面积，m 2 本实验采用水吸收纯二氧化碳，且已知二氧化碳在常温下溶解度较小，因此，液相摩尔流率F L 和摩尔密度ρL 的比值，亦即液相体积流率(V s )L 可视为定值，且设总传质系数K L 和两相接触比表面积a ，在整个填料层内为一定值，则按下列边值条件积分(c)式，可得填料层高度的计算公式： h=0 C A =C A ，2 h=h C A =C A ，1； (7) 令，且称H L 为液本传质单元高度（HTU ）；

填料塔吸收传质系数的测定实验doc

填料塔吸收传质系数的测定一、实验目的 1．了解填料塔吸收装置的基本结构及流程； 2．掌握总体积传质系数的测定方法； 3．了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响；二、基本原理气体吸收是典型的传质过程之一。由于CO 2气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验常选择CO 2作为溶质组分。本实验采用水吸收空气中的CO 2组分。一般CO 2在水中的溶解度很小，即使预先将一定量的CO 2气体通入空气中混合以提高空气中的CO 2浓度，水中的CO 2含量仍然很低，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理，并且此体系CO 2气体的解吸过程属于液膜控制。因此，本实验主要测定K x a 和H OL 。 a) 计算公式填料层高度Z 为： OL OL x x x Z N H x x dx a K L dZ z ?=-= =??*120 式中： L 液体通过塔截面的摩尔流量，kmol / (m 2·s)； K x a 以△X 为推动力的液相总体积传质系数，kmol / (m 3·s)； H OL 液相总传质单元高度，m ； N OL 液相总传质单元数，无因次。令：吸收因数A=L/mG ])1ln[(11 1 121A mx y mx y A A N OL +----= b) 测定方法（1）空气流量和水流量的测定本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。（2）测定填料层高度Z 和塔径D ；（3）测定塔顶和塔底气相组成y 1和y 2；（4）平衡关系。

本实验的平衡关系可写成 y = mx 式中： m 相平衡常数， m=E/P ； E 亨利系数，E ＝f(t)，Pa ，根据液相温度由附录查得； P 总压，Pa ，取1atm 。对清水而言，x 2=0,由全塔物料衡算 )()(2121x x L y y G -=- 可得x 1 。三、实验装置 1〕装置流程本实验装置（如图1所示）流程：由自来水来的水经离心泵加压后送入填料塔塔顶经喷头喷淋在填料顶层。由压缩机送来的空气和由二氧化碳钢瓶来的二氧化碳混合后，一起进入气体中间贮罐，然后再直接进入塔底，与水在塔内进行逆流接触，进行质量和热量的交换，由塔顶出来的尾气经转子流量计后放空，由于本实验为低浓度气体的吸收，所以热量交换可略，整个实验过程看成是等温操作。

实验四填料塔液相传质系数的测定lun

实验四填料塔液相传质系数的测定环工021 伦裕旻15号一、实验目的：吸收是传质过程的重要操作，应用非常广泛。为强化吸收过程，必须研究传质过程的控制步骤，测定传质膜系数和总传质系数。本实验采用水吸收CO2，测定填料塔的液相传质膜系数、总传质系数和传质单元高度，并通过实验确定液相传质系数和各项操作条件的关系。通过本实验，学习并掌握研究物质传质过程的一种实验方法，并加深对传质过程原理的理解。二、实验原理：三、根据双膜模型的基本假设，气相和液相的吸收质A的传质速率方程可分别表达为气膜D A=KgA(P A—P A i) (1) 液膜G A=K1A（C Ai—C A）(2) 公式中G A——A组分的传质速率，kmol．S-1; A——两相接触面积，m2; P A————气相A组分的平均分压，pa P A i——相界面A组分的分压，pa C A————液相A组分的平均浓度，kmol.m-3 Kg——以分压表达推动力的气相传质膜系数，kmol.m-3 K1————以物质的浓度表达推动力的液相传质膜系数，m.s-1 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： D A=K G A(P A—P A*) (3) G A=K L A（C A*—C A）(4) 式中P A*为液相中Ａ组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，pa C A*为气相中Ａ组分的实际分压所要求的饿液相平衡浓度，kmol.m-3

K G 为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 -２. S -1. pa -1 K L 为以液相浓度表示推动力的总传质系数或简称为液相传质总系数，m ．S -1; 若气液相平衡关遵循亨利定理：A A HP C =，则： 1 111Hk K k g G += （５） 1 11k K H k g L += （６）当气膜阻力远大于液膜阻力时，则相际传质过程受气膜传质速率控制，此时， g L K K =；反之，当液膜阻力远大于气膜阻力时，则相际传质过程受液膜传质速率控制，此时 l L K K =。如图2所示，在逆流接触的填料塔层内，任意截取一微分段，并以此为衡算系统，则由吸收质A 的物料衡算可得： A L L A dC F dG ρ= (a) 式中L F 为液相摩尔流率，kmol ．S -1; L ρ为液相摩尔密度，kmol ．S -1; 根据传质速率基本方程，可写出该微分段的饿传质速率微分方程： Sdh C C K dG A A L A α)*(-= (b) 联立（a ）和(b)两式可得， )(*.c C C dC S K F dh A A A L L L -= ρα 式中α为气液两相接触的比表面积，3 2 .-m m ；S 为填料塔的横截面积，2 m 。本实验采用水吸收2CO ，且已知2CO 在常温下溶解度较小，因此，液相摩尔流率L F 和摩尔密度L ρ的比值，亦即液相体积流率L S V ）（）可视为定值，且设总传质系数L K 和两相接触比表面积α，在整个填料层内为一个定植，按下列边值条件积分 )c （式可得填料层高度的计算公式： 0=h 2,A A C C =

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