填料塔吸收传质系数的测定

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：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，paP A i——相界面A组分的分压，paC A————液相A组分的平均浓度，kmol.m-3Kg——以分压表达推动力的气相传质膜系数，kmol.m-3K1————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，paC 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-3K 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 -1K 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 ：1111Hk K k g G += （５）111k 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 =。

填料塔中气相传质系数测定实验报告,水吸收二氧化碳传质填料系数测定气相水吸收二氧化碳填料塔填料塔吸收实验报告篇一：吸收(二氧化碳-水)实验讲义填料吸收塔实验【实验目的】⒈了解填料吸收塔的结构和流体力学性能。

⒉学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。

【实验内容】1．测定填料层压强降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。

2．采用水吸收二氧化碳，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。

【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，不同喷淋量下的填料层的压强降ΔP与气速u的关系如图6-1-1所示：图6-1-1 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。

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）膜系数和总传质系数根据双膜模型的基本假设，气相侧和液相侧的吸收质A 的传质速率方程可分别表达为气膜GA?kgA(pA?pAi)（6-1-7）液膜GA?klA(CAi?CA) （6-1-8）式中：GA—A组分的传质速率，kmoI?s；A —两相接触面积，m2；1PA—气侧A组分的平均分压，Pa；PAi—相界面上A组分的平均分压，Pa；CA—液侧A 组分的平均浓度，kmol?m?3CAi —相界面上A组分的浓度kmol?m?3kg —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，kmol?m?2?s?1?Pa?1; kl —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，m?s?1。

三、 实验装置本实验装置如图3.9-2所示。

空气由风机送入，与来自氨气钢瓶的氨气混合送入填料塔底部，水从塔顶喷淋而下，与混合气体在塔中逆流接触进行传质，尾气从塔顶排出，吸收后的液体在塔底经液封装置排出。

尾气一部分送入尾气分析系统，用来分析其浓度。

装置中有多个流量计、压差计、温度计，用来测量氨气、空气和水的流量、压差、温度。

所用设备及仪表规格如下：1．叶氏风机：风量4.1m3/min;风压1.5m;功率2.8kW2．吸收塔：d内＝107mm；内装填料型号Ф12×13×1.3瓷环;3．氨瓶：43～45升；4．转子流量计：空气：LZB－40 7～45m3/h；水：LZB－15 20～250L／h;氨：LZB－15 0.25～2.5 m3/h；5.U型管压力计与单管压力计;6.温度计:0 ～100℃;7.湿式气体流量计:BSD-5 0.5m3/h；四、实验步骤1．预先检查风机、氨瓶、吸收系统设备、管路、阀门、测量仪器是否正常，并了解各自使用方法。

2．打开水阀门，使吸收塔内填料充分湿润，然后将阀门关小，将流量调节至一定范围。

3．全开风机的旁通阀，启动风机。

调节旁通阀的开度，使空气以指定流量送入吸收塔。

4．根据空气流量估算氨气流量使混合气体的氨含量约为3～4％（体积）。

然后打开液氨钢瓶上的氨阀（必须在氨自动减压阀处于关闭状态下），调节氨自动减压阀控制低压氨流量在所需流量上，并维持稳定。

5．在一定喷淋密度下，使通入吸收塔的空气和氨气流量保持不变，从塔顶尾气取样分析尾气氨浓度，并记录相关的数据。

6．改变喷淋密度或空气流量，重复实验5～6次。

7．实验完毕后，关闭液氨阀门，停风机，停水，清理现场，一切复原。

8．五、实验报告的要求根据实验原始数据，进行数据处理，计算气相总传质系数K y。

计算方法和计算所用公式如下：① 计算空气流量V'oa V'ob――通过吸收盒的氨气体积和空气体积；V'ob＝T2P1V1／（T1P2）二、操作:预先往吸收盒中装入稀硫酸(约0.02M)0.2ml作吸收液,再加入两滴甲基橙作为指示剂,并加入蒸馏水至吸收盒管路分岔口处,使吸收液在吸收气体时能正常循环,把吸收盒接入取出尾气管路中,吸收盒的出口接湿式流量计,打开管路中的阀门,分析开始,被测气体通过吸收盒后,其中氨被吸收,而空气则由湿式流量计计量所流过的体积,当吸收液由红变黄即到终点,立即关闭阀门,读取湿式流量计空气流量。

YY 1Y 2XX 1X 2图12-1 吸收操作线和平衡线操作线22()LY X X Y G=-+ 平衡线Y=mX实验十二 填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定一、实验目的一、了解填料吸收塔的结构和流程。

二、了解吸收剂入口条件的转变对吸收操作结果的影响。

3、掌握吸收总体积传质系数a K y 和a K x 的测定方式。

二、大体原理一、测气相整体积传质系数的原理气相整体积传质系数由填料层高度公式决定12Y mY Y VZ K a Y -=⋅Ω∆ （12-1） **1122*11*22()()()ln()m Y Y Y Y Y Y Y Y Y ---∆=-- (12-2) 式中yK 气相总传质系数，mol/m 2·h ；m Y ∆塔顶、塔底气相平均推动力； a 填料的有效比表面积，m 2/m 3；a K y 气相总体积吸收传质系数，mol/m 3·h 。

（1）Z ――填料层高度m ，按照所装填料的高度直接测量。

（2）Ω――塔截面积m 2，24D πΩ=，而D 塔径为已知。

（3）V ――情性气体摩尔流量（空气）mol/ h ，按照理想气体状态方程可知：vpq V RT =，p――压力Pa ，压力表测量空气压力；q v ――体积流量m 3/h ，转子流量计测量（注意读数为实验条件20℃、1atm 下的，可直接利用公式进行计算，若是用操作条件则需要进行换算，其依据为'0'0(')()f v v f q q ρρρρρρ-=-；T ――空气温度K ，温度计测量。

（4）Y 1――1111y Y y =-，稳固操作后（各仪表读数恒定5min ）测量气体入口浓度（丙酮的摩尔分率），取样后采用气相色谱仪分析，测得的是丙酮的质量分率。

（5）Y 2――2221y Y y =-，稳固操作后（各仪表读数恒定5min ）测量气体出口浓度（丙酮的摩尔分率），取样后采用气相色谱仪分析，测得的是丙酮的质量分率。

填料吸收塔实验报告篇一：填料吸收塔实验报告填料吸收塔一、实验目的1．熟悉填料吸收塔的构造和操作。

2．测定气体通过干湿填料塔的压力降，进一步了解填料塔的流体力学特征。

3．测定填料吸收塔的吸收传质系数。

二、实验原理填料吸收塔一般要求控制回收率越高越好。

填料塔为连续接触式的气液传质设备，填料塔操作时液体从塔顶经分布器均匀喷洒至塔截面上，沿填料表面下流经塔底出口管排出，气体从支承板下方入口管进入塔内，在压力的作用下自下而上的通过填料层的空隙而由塔顶气体出口管排出。

填料层内气液两相成逆流流动，在填料表面的气液界面上进行传质，因此两相组成沿塔高边缘变化，由于液体在填料中有倾向塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分为若干段，在两段之间设置液体再分布装置，以利于流体的重新均匀分布。

填料的作用：1．增加气液接触面积。

满足（1）80%以上的填料润湿；（2）液体为分散相，气体为连续相。

2．增加气液接触面的流动。

满足（1）合适的气液负荷；（2）气液逆流。

三、实验步骤(1)将液体丙酮用漏斗加入到丙酮汽化器，液位高度约为液体计高度的2/3以上。

(2)关闭阀V3,向恒压槽送水，以槽内水装满而不溢出为度,关闭阀V5。

(3)启动空气压缩机，调节压缩机使包内的气体达到0.05~0.1Mpa时，打开V2，然后调节气动压力定值器，使进入系统的压力恒定在0.03Mpa。

(4)打开V4，调节空气流量（400L/H~500L/H）; 打开V6，调节空气流量(5)室温大于15℃时，空气不需要加热，配制混合气体气相组成y1在12%~14%mol左右；若室内温度较低，可预热空气，使y1达到要求。

(6)要改变吸收剂温度来研究其对吸收过程的影响，则打开液体加热电子调节器，温度t3 (7)各仪表读数恒定5min以后，既可记录或取样分析有关数据，再按预先设计的试验方案调节有关参数。

(8)A1为取样测y1; A2为取样测y2;(9)阀V10为控制塔底液面高度，以保证有液封。

填料精馏塔的操作与塔效率的测定金世成2014301040177实验数据处理装置编号：塔型：浆叶式搅拌萃取塔塔内径：37mm 溶质：A ：苯甲酸稀释剂B ：煤油萃取剂S ：水连续相：水分散相：煤油重相密度：997.5kg·m -3轻相密度：800kg·m -3流量计转子密度ρf ：7900kg·m -3塔的有效高度：0.75m 塔内温度t ＝23.6℃多次测得的数据取平均值，得如下表格1、重相水的密度：ρH2O =-0.0055×23.62+0.0228×23.6+999.99=997.5kg·m -32、轻相煤油的密度：800kg·m -33、塔底重相质量m 1:m 1=ρH2O ×V H2O =0.9975×25g =24.94g4、塔底轻相质量m 2:m 2=ρ煤油×V 煤油=0.8×10g =8g5、根据X Rb =（C NaOH ×V NaOH ×M NaOH ）/（m 2+C NaOH ×V NaOH ×M NaOH ），可依次得到实验序号为1，2，3的X Rb 值6、根据X Rt =（C NaOH ×V NaOH ×M NaOH ）/（m 2+C NaOH ×V NaOH ×M NaOH ），可依次得到实验序号为1，项目\实验序号123桨叶转速转/分200258296水转子流量计读数L ·h -14煤油转子流量计读数L ·h -16校正得到的煤油实际流量L ·h -14.53浓度分析NaOH 溶液浓度mol ·L -10.01052塔底轻相X Rb样品体积mL 101010NaOH 体积mL 6.73 6.60 6.67塔顶轻相X Rt 样品体积mL 101010NaOH 体积mL 4.15 3.30 2.50塔底重相Y Eb样品体积mL 102525NaOH 体积mL 0.200.874.21计算及实验结果塔底轻相浓度X RbkgA/kgB 3.539×10-4 3.470×10-4 3.507×10-4塔顶轻相浓度X Rt kgA/kgB 2.182×10-4 1.735×10-4 1.315×10-4塔底重相浓度Y Eb kgA/kgB 8.436×10-61.468×10-57.103×10-5水流量S kgS ·h -1 3.99煤油流量B kgB ·h -14.8传质单元数N OE 0.0304350.0594940.35448传质单元高度H OE 24.6426812.60631 2.11578体积总传质系数Y E a[m ·h ·(kgA/kgS)]150.5884294.36871753.922，3的X Rt值7、Y Eb=（C NaOH×V NaOH×M NaOH）/（m1+C NaOH×V NaOH×M NaOH），可依次得到实验序号为1，2，3的Y Ebt值9、作操作线，操作线方程B（X Rb-X Rt）=S(Y Eb-Y Et),由操作线上取一系列X R值，再由平衡曲线找出一系列对应的Y E*值。

填料塔总传质系数的测定1. 实验基本参数 1） 室温：17℃2） 试剂 NaOH 的浓度C NaOH =0.05mol/L 用量V NaOH =25.00mL盐酸浓度C HCl =0.1mol/LCO 2流量：0.1m ³/h2. 实验原始数据整理如下表：3. 经查文献，一些常数如下：大气压强P A =100KPA ； 20℃时CO 2的亨利系数E 为1.44*108PA ； 填料层的高度H 为0.3米；料塔的横截面积S 为1.9625*10-3㎡；因为液测体积传质膜系数等于液相体积传质总系数，则k L =K L *ɑ=c c c hmA A A ssV ,2,1,_∆*又 ∆C A,m =c c c c A A A A Ln 1,2,2,1,∆∆∆-∆=cc c c c c c cA A A A A A A A Ln1,*1,2,*2,1,*1,2,2,)()(-----*常温常压下CO 2在水中的溶解度非常小，可以忽略不计，即C A ，2=0故∆C A,m =c c ccA A AA Ln1,**1,-，因此传质膜总系数=L k *hSVs c cccA AAA Ln1,**1,-由亨利定律得：C*A,1= C*A,2= C*A =HP A =0.0386Kmol/m 3根据公式：m v c c kmol VHCl HCl A 3∙=（注：V HCl 为实际用量，即空白实验用量与滴定试验用量之差）计算结果如下表：绘制传质膜总系数k l —水流量V s 的关系如下图：R=0.95（注：R 为相关系数，越接近1，表示相关性越好）传质膜总系数k水流量有实验数据可知，当水流量V s 为30L/h 时，滴定所消耗的盐酸用量有误，应舍去，则传质膜总系数k l —水流量传质膜总系数k水流量EAdj. R-SquarB B。

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质平均推动力。