h38 设计实验验证NaOH溶液与CO2发生发应(XLY)
“NaOH溶液与CO2发生了化学反应”的证明实验设计教学
一、实验教学目标
第十单元《课题 1 常见的酸和碱》第三课时“常见的碱”中探究碱的化学性质中出现NaOH溶液与CO2发生了化学反应，可是二氧化碳通入氢氧化钠溶液中却无现象，便想与学生们一起探究二者究竟是否反应，并以此为例引导培养学生对无反应现象而又确实发生的化学反应的实验证明问题的解决思路—-从反应物的减少或消失和生成物的出现两方面入手，开发学生的潜能，激发和巩固学生学习化学的兴趣，获得化学知识和实验技能。
二、实验内容
实验名称：设计实验证明NaOH溶液与CO2发生了化学反应
实验器材：注射器、支试管、胶皮管、弹簧夹、玻璃导管、橡皮塞
三、实验教学设计思路
教学重点:设计实验证明NaOH溶液与CO2发生反应的解决思路
教学难点：本实验无直接现象，不便确定NaOH与CO2两者是否发生反应，解决这类问题的思路一般是反应物的减少或消失和生成物的出现，一般会有两种方法Na2CO3的生成或借助CO2气体反应消耗减少，使装置内压减小而引起外在形变来证明，但又有二氧化碳溶于水和与水反应也会使内压减小的干扰因素，因为以上原因又与学生们重新设计了新的对比装置来证明。
实验类型：演示实验
教学策略：实验设计是一个动手动脑并可培养学生各方面能力的过程，通过学生自己思考设计实验，既培养了学生动手动脑解决问题的能力，又培养了学生的发散思维能力和创新设计的能力。在探究“碱的化学性质”时，发现NaOH溶液与CO2接触看不到任何现象，就像二者不反应，但二者究竟怎样，就要求学生利用所学知识设计一个实验，能通过观察到的明显现象，说明NaOH溶液与CO2发生了反应，培养解决此类问题的方法和能力。
四、教学实验过程
教师：二氧化碳通入石灰水看到什么现象？
学生：石灰水变浑浊
教师：二氧化碳通入氢氧化钠溶液会看到什么现象？
【演示实验1】二氧化碳通入氢氧化钠溶液
学生：二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无现象
教师：二氧化碳与氢氧化钠是否不能反应？
学生：反应，因为九年级化学书下册56页明明白白写了化学方程式，告诉我们二者能反应，并生成了碳酸钠和水。
教师：那请同学们设计实验来证明氢氧化钠与二氧化碳发生化学反应？
学生：取二氧化碳与氢氧化钠充分接触后的溶液加入盐酸
教师：为什么这么设计？
学生：我想证明溶液中有碳酸钠
教师：很好，这种方法是证明生成物碳酸钠的产生来证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应。
【演示实验2】取二氧化碳与氢氧化钠充分接触后的溶液，逐滴滴入盐酸，有气泡产生。（现象明显，实验操作简单。）
教师：那能不能从二氧化碳参加反应，气体减少，装置内压减小入手设计实验呢？要求：（1）设计时可联系物理及生物知识。（2）选用你认为所能用到仪器和药品，画出实验设计装置图。学生们先小组积极讨论，思维活跃，大胆联想，认真设计，努力创新，很快设计出了几个方案并汇报。
（1）塑料瓶为何变瘪
（2）不吹自大的气球
（3）瓶的魔力
（4）红色喷泉
说明：烧杯中用滴有酚酞的NaOH 溶液是为
了便于观察，将胶头滴管中的NaOH 溶液挤入
烧瓶中一段时间后，打开止水夹，如果看到有
红色喷泉现象，则证明NaOH 溶液与CO 2发
生了反应.
（5）烧杯中的水有何变化
说明：将分液漏斗中的NaOH 溶液
滴入装有二氧化碳的广口瓶一段时间后，打开止水夹，观察
到因为内压减小烧杯中的水会沿导管进入到广口瓶中，则证
明了NaOH 溶液与CO 2发生了反应。
（6）注射器中的活塞有何变化
说明：用一支规格为50ml 的一次性注
射器（要求注射器的润滑性好），先抽取
20ml 的NaOH 溶液，不要让针管内的液
面上和软胶管里留有空气；再从盛有
CO 2的集气瓶里抽取20ml 的CO 2此时活塞处于40ml 刻度处,立即把弹簧夹夹在软胶管上用力振荡针管内的溶液多次,停止振荡后活塞会自行向前慢慢推进,则说明NaOH 溶液与CO 2发生了反应。
【演示实验3】同学们设计了以上6种方案，教师选择了(2,3,6)三个实验当堂演示，实验现象很明显。
学生：不用氢氧化钠溶液，只用水做相同的实验，也会有相同的现象呀，怎能说一定是二氧化碳和氢氧化钠反应呢？因为二氧化碳溶于水又和水反应也会使内压减小。
教师：这个问题提得好，怎么解决它？
学生：（小声讨论，七嘴八舌）用水做对比
教师：多少水？(教师提醒控制变量)
学生：等量的水，同体积水
教师：很好，那我们来设计一套对比装置
（7）对比装置
说明：a 、b 试管中液体体积相同，左 、右注射器中
装有的水体积相同，且活塞停在相同刻度上，从中间
的注射器中缓慢压入的CO 2平分的进入a 、b 试管中，一段时间后左 、右注射器活塞左低右高。其实这个对比实验不仅说明NaOH 溶液 与CO 2发生了反应，还可以明确地解决二氧化碳溶于水和二氧化碳与水反应使内压减小的干扰因素。
五、说明
前面的化学变化有发光、放热、变色、产生气体、生成沉淀等这些明显现象，帮助判断化学反应的发生，而二氧化碳与氢氧化钠反应没有伴随明显现象，与以往的认识产生碰撞。通过本节课的探究，让学生具备此类实验设计的思路和方法，培养学生发散思维，
实验设计
和创新能力。
要证明【演示实验1】二者反应就要另找它法，【演示实验2】在学生设计实验并完成的基础上，在老师的引导下帮助学生提炼、归纳、总结出通过生成物（碳酸钠）的产生来证明化学发应的发生；【演示实验3】由老师提出问题，激发学生思考，小组讨论，设计实验，归纳出通过反应物的减少或消失来证明化学发应的发生，为第十单元课题2“酸和碱的中和反应”的发生的证明做出铺垫；有由于学生提出新问题，引导学生实验中注意要控制变量，做对比实验。
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L 0=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 )(Ai A g A p p A k G -= （6-1-7） 液膜 )(A Ai l A C C A k G -= （6-1-8）
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 k g —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，112---???Pa s m kmol ; k l —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，1-?s m 。 P 2 ，F L P A P A +dP C A +dC A P 1=P A 1 C A1，F L 图6-1-2双膜模型的浓度分布图 图6-1-3 填料塔的物料衡算图 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 （6-1-9） )(A A L A C C A K G -=* （6-1-10） 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 ； 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， 112---???Pa s m kmol ；
二氧化碳吸收与解吸实验
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 ；
二氧化碳吸收实验
填料吸收塔实验装置 说明书 天津大学化工基础实验中心 2014．10
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.进行纯水吸收混合气体中的二氧化碳、用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1所示： 图1 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。 二氧化碳吸收实验 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 ； L K -以气相分压表示推动力的总传质系数，或简称为液相传质总系数，1-?s m 。
二氧化碳吸收与实验
二氧化碳吸收实验装置 说明书 天津大学化工基础实验中心 2015．04
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。 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-1 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，
二氧化碳吸收
吸收实验装置说明书 一、实验设备的特点 本实验装置可用于实验教学和科研。通过该实验装置，可以了解填料吸收塔的结构，掌握其操作方法；学习填料塔流体力学性能的测量方法；学习并掌握吸收塔传质性能的测量方法；加深对填料吸收塔的一些基本概念及理论的理解。 ⒈使用方便，安全可靠，直观； ⒉数据稳定，实验准确； ⒊本装置体积小，重量轻，移动方便。 二、设备主要技术数据及其附件 ⒈设备参数： ⑴风机：XGB-12型，550W； ⑵填料塔：玻璃管内径D＝0.035m，内装φ4×10mm瓷拉西环，填料层高度Z＝0.60m； ⑶填料塔：玻璃管内径D＝0.035m，内装φ4×10mm瓷拉西环，填料层高度Z＝0.60m； ⑷二氧化碳钢瓶1个、减压阀1个（用户自备）。 ⒉流量测量： ⑴CO2转子流量计：型号：LZB-6；流量范围：0.06～0.6m3／h；精度： 2.5％ ⑵空气转子流量计：型号：LZB-10；流量范围：0.25～2.5m3／h；精度： 2.5％ ⑶水转子流量计：型号：LZB-10；流量范围：16～160 L／h；精度： 2.5％ ⑷解吸收塔水转子流量计：型号：LZB-6 流量范围：6～60 L／h 精度： 2.5％ ⒊浓度测量：吸收塔塔底液体浓度分析：定量化学分析仪一套 ⒋温度测量：Cu50铜电阻，液温度。
三、实验装置的基本情况 图1 二氧化碳吸收解吸实验装置流程 1-减压阀；2-CO2钢瓶；3-CO2流量计；4-解吸塔水流量计；5-解吸塔水泵；6-吸收塔；7，8-取样阀； 9-吸收塔底出分液阀；10-吸收塔底回液阀；11-放液阀；12、13-空气进气阀；14、15-U型管； 16-解吸塔；17-吸收塔水流量计；18-空气流量计；19-空气旁通阀；20-吸收塔水泵；21-风机 吸收质（纯二氧化碳气体）由钢瓶经二次减压阀和转子流量计3，进入吸收塔塔底，气体由下向上经过填料层与液相水逆流接触，到塔顶经放空；吸收剂（纯水）经转子流量计17进入塔顶，再喷洒而下；吸收后溶液由塔底流入塔底液料罐中由解吸泵5经流量计4进入解吸塔，空气由18流量计控制流量进入解吸塔塔底由下向上经过填料层与液相逆流接触，对吸收液进行解吸，然后自塔顶放空，U形液柱压差计用以测量填料层的压强降。
二氧化碳吸收实验
实验四吸收实验 （一）实验目的 1.了解吸收装置的基本流程和操作特性，加深对传质过程的了解。 2.了解填料塔的结构，测定其流体力学性能。 3.通过用水吸收二氧化碳，研究物质传递过程，确立吸收传质系数与操作 条件及填料性质的关系。 （二）实验原理 吸收是利用气体在液体中溶解度的差异来分离气体混合物的传质过程。吸收过程一般在塔设备中进行，常用的吸收塔为填料塔和板式塔。在操作填料塔时，气体自下而上从填料间隙穿过，与从塔顶喷淋而下的液体（吸收剂）在填料表面进行接触，实现相间传质。而在板式塔中，塔板是气、液两相接触传质的场所。液体沿降液管流入塔板，上升的气相通过塔板的开孔鼓泡通过液相层，在塔板上气液两相以错流方式接触。吸收塔内气液两相的流体力学状态直接影响到吸收过程的操作性能。 1、吸收塔的流体力学特性 吸收塔的流体力学特性包括压强降和液泛规律，计算吸收塔需用动力时，必须知道压强降的大小；而确定吸收塔的气、液负载量时，则必须了解液泛的规律，所以测量流体力学性能是吸收实验的一项内容。 在填料塔中，被吸收气体通过填料时，由于填料造成的局部阻力及摩擦力而产生压强降。气体通过床层的压强降与空塔气速、填料的特性（材质、形状和尺寸）以及液体的喷淋密度等因素有关。当气体通过干填料时，气体的压强降仅与气体的流速有关，在双对数坐标纸上进行标绘，可得到压强降ΔP与空塔速度u 为一直线；当塔内有液体喷淋时，气体通过填料的压强降不但与气体流速有关，且与液体的喷淋密度有关，在一定的喷淋密度下，由于液膜有一定厚度，占有一定空间，液膜的存在使气体在填料空隙间的实际流速有所增加，所以压强随气体流速增加的趋势要比干填料层大。低气速操作时，膜厚随气速变化不大，液膜增厚所造成的附加压降增高并不显著，此时压降曲线基本上与干填料层的压降曲线平行。随气速增加，上升气流与下降液体间的摩擦力增大，开始阻碍液体的下流，
二氧化碳吸收
填料吸收实验 装置 （二氧化碳体系） 说 明 书 天津大学 化工基础实验中心
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、设备主要技术数据及其附件 ⒈设备参数： ⑴风机：XGB-12型，550W； ⑵填料塔：玻璃管内径D＝0.1m，内装φ10×10mm鲍尔环，填料层高度Z＝1.2m； ⑶填料塔：玻璃管内径D＝0.1m，内装φ10×10mm鲍尔环，填料层高度Z＝1.2m； ⑷二氧化碳钢瓶1个、减压阀1个（用户自备）。 ⒉流量测量： ⑴CO2转子流量计：型号：LZB-6；流量范围：0.06～0.6m3／h；精度：2.5％ ⑵空气转子流量计：型号：LZB-10；流量范围：0.25～2.5m3／h；精度：2.5％ ⑶空气转子流量计：型号：LZB-10；流量范围：0～50m3／h；精度： 2.5％ ⑷水转子流量计：型号：LZB-25；流量范围：0～20m3／h；精度：2.5％ ⑸解吸收塔水转子流量计：型号：LZB-6 流量范围：60～600L／h 精度： 2.5％ ⒊浓度测量：吸收塔塔底液体浓度分析：定量化学分析仪一套 ⒋温度测量：PT100铜电阻，液温度。
三、实验装置的基本情况 图1 二氧化碳吸收解吸实验装置流程 1-水箱；2-解吸液泵；3-吸收液泵；4-风机；5-空气旁通阀；6-空气流量计；7-吸收液流量计；8-解吸塔；9-解吸收塔底取样阀；10、11-U型管放；12-吸收塔；13-吸收塔底取样阀；14-解吸液流量计；15- CO2流量计；16-吸收用空气流量计解；17-吸收用空气泵；18- CO2钢瓶；19-水箱放水阀；20-减压阀；21-解吸液取样阀；22-吸收液取样阀吸收质（纯二氧化碳气体或与空气的混合气）由钢瓶经二次减压阀和转子流量计15，进入吸收塔塔底，气体由下向上经过填料层与液相水逆流接触，到塔顶经放空；吸收剂（纯水）经转子流量计7进入塔顶，再喷洒而下；吸收后溶液流入塔底液料罐中由解吸泵2经流量计14进入解吸塔，
二氧化碳吸收实验
二氧化碳吸收实验 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-
填料吸收塔实验装置 说明书 天津大学化工基础实验中心 2014．10 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.进行纯水吸收混合气体中的二氧化碳、用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1所示：
图1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。 二氧化碳吸收实验 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 。
新型二氧化碳吸收器
Author(s):Jassim, Majeed S. ; Rochelle, Gary T. Address: Department of Chemical Engineering, University of Bahrain, Bahrain Title:Innovative Absorber/Stripper Configurations for CO2 Capture by Aqueous Monoethanolamine Source:Industrial & Engineering Chemistry Research 45, no. 8 (2006): 2465-2472 Additional Info: American Chemical Society Standard No:ISSN: 0888-5885 CODEN: IECRED Language:English Abstract:The state-of-the-art technol. to capture CO2 from coal-fired power plants is absorption/stripping with aq. monoethanolamine (MEA). The energy consumption in stripping can be 15-30% of the power-plant output. A rigorous rate-based model for CO2-MEA-H2O was used to simulate several flowsheet alternatives that reduce the energy requirement using Aspen Plus with RateFrac. The results were calcd. for vapor recompression, multipressure, and simple strippers at 5.degree. and 10.degree. approach temps. and 70%, 90%, and 95% CO2 removal. The "equiv. work of steam/mol of CO2 removed" and the reboiler duty were used to compare the proposed schemes and to show the shift of energy use from work to heat. The total equiv. work for multipressure was less than that for the simple stripper by 0.03-0.12 GJ/ton of CO2, and the reboiler duty was less by 0.15-0.41 GJ/ton of CO2. The multipressure with vapor recompression is an attractive option because it utilizes the overhead water vapor latent heat to reduce reboiler duty load, recovers the work of compression to strip more CO2, and shows more reversible behavior. CA Section:Air Pollution and Industrial Hygiene 59
SG-HG11 二氧化碳吸收与解析实验装置
SG-HG11 二氧化碳吸收与解析实验装置 SG-HG11 二氧化碳吸收与解析实验装置 技术指标说明 装置特点1、整个装置美观大气，结构设计合理，整体感强，能够充分体 现现代化实验装置的概念。 2、设备整体为自行式框架结构，并安装有禁锢脚，便于系统的拆卸检修和搬运。 3、整套设备除去特殊材料外均采用工业用304不锈钢制造，所有装备均进行精细抛光处理，体现了整个装置的工艺完美性。 4、全塔气液接触现象可视。 5、本实验装置采用二氧化碳——水体系。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。 6、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。
7、装置设计可360度观察，实现全方位教学与实验。 装置功能1、了解填料吸收塔的基本流程及设备结构并练习操作。 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。 4、掌握以ΔX为推动力的总体积吸收系数的测定方法。 设计参数液相体积传质系数：0.006—0.02（ m/s）。空气流量：0.25～2.5m3/h。 二氧化碳流量：0.01～0.16m3/h。 填料塔压降：0.6—1.5KPa；常温、常压操作。 公用设施水：装置自带304不锈钢水箱，连接自来水。实验时经离心泵进入吸收塔，循环使用。 电：电压AC220V，功率1.5KW，标准单相三线制。每个实验室需配置1~2个接地点（安全地及信号地）。 气：空气来自风机（自带气源），CO 2 来自气体钢瓶。 实验物料：水-- C O 2 。 外配设备、药品：二氧化碳钢瓶及减压阀；Ba(OH) 2 标准液、HCL标准液、化学分析仪（用户自配）。 主要设备玻璃填料吸收塔：内装φ10×10mm拉西环不锈钢填料；填料塔内径 D=70mm。 玻璃填料解吸塔：内装φ10×10mm拉西环不锈钢填料；填料塔内径 D=90mm。 吸收塔填料层有效高度Z＝1200mm。 LZB-4 C O 2 转子流量计：流量范围 0.01～0.16m3/h。 LZB-10 空气转子流量计：流量范围0.25～2.5m3/h。 LZB-10水转子流量计：流量范围10～100L/h。 宇电AI702M多路温度数字显示仪。 压差计：U型压差计，观察上下塔压降变化。 鼓风机：旋涡气泵,功率 550W，最大流量70m3/h。 不锈钢离心泵：功率370W，最大流量5m3/h。 电器：接触器、开关、漏电保护空气开关。 304不锈钢管路、管件及阀门。 304不锈钢仪表柜：测控、电器设备在实验架上。 304不锈钢材质框架1600*550*2200mm(长×宽×高)，带脚轮及禁锢脚。 测控组成变量检测机构显示机构执行机构液体进口温度Pt100铂电阻数显仪表无 气体进口温度Pt100铂电阻数显仪表无 液体流量转子流量计流量计就地显示手动调节CO 2 流量转子流量计流量计就地显示手动调节空气流量转子流量计流量计就地显示手动调节塔体压降U型压力计就地显示无 CO 2 液体浓度化学分析
二氧化碳吸收与解吸实验装置
实用标准 二氧化碳吸收与解吸实验 装置说明书 天津大学化工基础实验中心 2012. 03
一、实验设备功能和特点： 本实验装置主要用于实验教学和科研。通过实验，可以帮助学生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可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，练习并掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，会实验数据的处理和分析。整套设备实验现象准确，数据稳定可靠，并且体积小重量轻，使用方便。 二、实验设备主要技术参数与基本情况： 1.设备主要参数： 填料塔：玻璃管径 Di＝0.050m；装φ6×10mm瓷拉西环； 填料层高度 Z＝0.8m； 风机：XGB-12型，550W； 二氧化碳钢瓶1个（用户自备）；减压阀1个（用户自备）。 2. 流量测量仪表： CO 转子流量计：型号LZB-6；流量围0.06～0.6m3／h； 2 空气转子流量计：型号LZB-10；流量围0.25～2.5m3／h； 吸收塔水转子流量计：型号LZB-6；流量围6～60 L／h； 解吸收塔水转子流量计：型号LZB-10 流量围16～160 L／h 。 3. 浓度测量：化学分析仪器一套（用户自备）； 4．温度测量：PT100铂电阻，用于测定气相、液相温度，数字仪表显示。 表一、二氧化碳在水中的亨利系数E×10-5，KPa 三．实验流程简介： 吸收质（二氧化碳气体）由钢瓶经减压阀和转子流量计15计量后与经过计量后的空气混合由塔底进入吸收塔，气体自下而上经过填料层与吸收剂纯水逆流接触进行吸收操作，尾气从塔顶放空；吸收剂是由转子流量计14计量后
二氧化碳吸收与解吸实验装置
二氧化碳吸收与解吸实验 装置说明书 天津大学化工基础实验中心 2012. 03
一、实验设备功能和特点： 本实验装置主要用于实验教学和科研。通过实验，可以帮助学生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可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，练习并掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，会实验数据的处理和分析。整套设备实验现象准确，数据稳定可靠，并且体积小重量轻，使用方便。 二、实验设备主要技术参数与基本情况： 1.设备主要参数： 填料塔：玻璃管内径 Di＝0.050m；内装φ6×10mm瓷拉西环； 填料层高度 Z＝0.8m； 风机：XGB-12型，550W； 二氧化碳钢瓶1个（用户自备）；减压阀1个（用户自备）。 2. 流量测量仪表： CO 转子流量计：型号LZB-6；流量范围0.06～0.6m3／h； 2 空气转子流量计：型号LZB-10；流量范围0.25～2.5m3／h； 吸收塔水转子流量计：型号LZB-6；流量范围6～60 L／h； 解吸收塔水转子流量计：型号LZB-10 流量范围16～160 L／h 。 3. 浓度测量：化学分析仪器一套（用户自备）； 4．温度测量：PT100铂电阻，用于测定气相、液相温度，数字仪表显示。 表一、二氧化碳在水中的亨利系数E×10-5，KPa 三．实验流程简介： 吸收质（二氧化碳气体）由钢瓶经减压阀和转子流量计15计量后与经过计量后的空气混合由塔底进入吸收塔内，气体自下而上经过填料层与吸收剂纯水逆流接触进行吸收操作，尾气从塔顶放空；吸收剂是由转子流量计14计量
二氧化碳吸收与解吸
实验四二氧化碳吸收与解吸 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、设备主要技术数据及附件 ⒈设备参数： ⑴风机：XGB-12型，550W； ⑵填料塔：玻璃管内径D＝0.1m，内装φ10×10mm鲍尔环，填料层高度Z＝1.2m； ⑶填料塔：玻璃管内径D＝0.1m，内装φ10×10mm鲍尔环，填料层高度Z＝1.2m； ⑷二氧化碳钢瓶1个、减压阀1个（用户自备）。 ⒉流量测量： ⑴CO2转子流量计：型号：LZB-6；流量范围：0.06～0.6m3／h；精度：2.5％ ⑵空气转子流量计：型号：LZB-10；流量范围：0.25～2.5m3／h；精度：2.5％ ⑶空气转子流量计：型号：LZB-10；流量范围：0～50m3／h；精度： 2.5％ ⑷水转子流量计：型号：LZB-25；流量范围：0～20m3／h；精度：2.5％ ⑸解吸收塔水转子流量计：型号：LZB-6 流量范围：60～600L／h 精度： 2.5％ ⒊浓度测量：吸收塔塔底液体浓度分析：定量化学分析仪一套 ⒋温度测量：PT100铜电阻，液温度。
三、实验装置图 图1 二氧化碳吸收解吸实验装置流程 1-水箱；2-解吸液泵；3-吸收液泵；4-风机；5-空气旁通阀；6-空气流量计；7-吸收液流量计；8-解吸塔；9-解吸收塔底取样阀；10、11-U型管放；12-吸收塔；13-吸收塔底取样阀；14-解吸液流量计；15- CO2流量计；16-吸收用空气流量计解；17-吸收用空气泵；18- CO2钢瓶；19-水箱放水阀；20-减压阀；21-解吸液取样阀；22-吸收液取样阀 吸收质（纯二氧化碳气体或与空气的混合气）由钢瓶经二次减压阀和转子流量计15，进入吸收塔塔底，气体由下向上经过填料层与液相水逆流接触，到塔顶经放空；吸收剂（纯水）经转子流量
变压吸附制二氧化碳装置
变压吸附制二氧化碳装置 技术方案及报价书 报价单位：四川同盛科技有限责任公司 联系人：马文君 四川自贡鸿福水泥有限公司CO2 气体回收技术方案 第一部分公司简介 1.4 四川同盛科技有限责任公司变压吸附技术的特点： 变压吸附（PSA）技术是近 30 多年来发展起来的一项新型气体分离与净化技术。其技术核心由工艺流程、吸附剂、吸附塔、程控阀门、控制技术等方面组成。在工艺流程上，四川同盛科技有限责任公司开发的多塔(5～20 塔)流程都具有因地制宜从实际出发的特点，可根据原料气组成、压力、产品质量、装置规模的不同有机地将 TSA、PSA、VPSA、多段 PSA技术结合在一起，为用户提供最合理、最经济的工艺解决方案； 在吸附剂研究上，同盛科技对国内外主要吸附剂生产厂家生产的吸附剂进行了大量的试验评选，筛选出了多种性能优良、价格适中的工业吸附剂。在吸附塔上，四川同盛科技有限责任公司开发了气体分布效果更好、床层死空间更小的新型结构吸附塔。在控制系统上，同盛科技开发“变压吸附专家系统”软件包可实现多塔连续自动切塔与恢复操作、变压吸附压力自适应调节、装置参数自动优化、系统安全联锁等功能，达到了国外先进水平。 第二部分工艺技术方案的选择及推荐意见 1.0 工艺技术方案的选 提纯 CO2 的方法有多种，大致可以分为化学吸收法、物理吸收法和物理吸附法三类为了达到经济合理的建设原则，本方案选择了化学吸收法的 MEA 法（方案一）和物理吸附法的 PSA 法（方案二）作为比较，为询价方最终决策提供依据。 1.1 方案一，新型 MEA 化学吸收法
化学吸收法是利用 CO2 为酸性气体可以与碱性物质反应的原理进行吸收分离。 常用的碱性吸收剂有：碱金属碳酸盐水溶液，乙醇胺水溶液等。其中碳酸钠溶液吸收法具有工艺技术成熟、设备简单和投资少的特点，国内不少以石灰窑气为气源的工厂 采用此法生产商品 CO2 ，但该法的主要缺点是生产率低。 因此，本方案采用目前先进的 MEA 法作为技术方案。 1.2 物理法 物理法可分为物理溶剂吸收法、薄膜渗透法、低温蒸馏法、吸附分离法等多种技术方法。 1.2.1 物理溶剂吸收法 物理溶剂吸收法具有与化学吸收法相似的特点，利用液体吸收剂对 CO2 的溶解度 与其它气体组份不同而进行分离。常用的溶剂有水（高压水洗法）、甲醇（低温甲醇洗法）、碳酸丙烯酯（碳丙法）等，物理溶剂吸收法要求在较高压力下进行。能耗很高，不予比较推荐。 1.2.2 低温蒸馏法 低温蒸馏法利用 N2、O2 及 CH4 等组分和 CO2 组份间沸点的差异，以蒸馏方法将 CO2 分离出来，主要应用于一些富含 CO2 的气田回收 CO2，供二次采油用。不予比较推荐。 1.2.3 膜分离法 膜分离法是以各种气体在薄膜材料中的渗透率不同来实现分离的方法，用于 CO2分离的膜分离器有中空纤维管束和螺旋卷板式两种，目前该法必须与其它分离工艺结合使用。不予比较推荐。 1.3 方案二，PSA 吸附分离法 吸附分离法则是利用吸附剂的平衡吸附量随组份分压或体系温度变化而不同的特性行分离操作的，纯属简单的吸附－－解吸物理过程，具有工艺简单、无毒、无污染（不 污染环境和气源本身）的特点，同时也不存在吸收法所要求的溶剂配制和溶剂损耗等问题。因此作为方案二，予以比较。 2.0 推荐意见 2.1 比较一览表：具体内容详见第三、四部分。 比较结果 1 装置总投资万元2210.23 2798.23 方案一好，投资少588.0 万元 2 装置占地面积M2 1800 3000 方案一好，占地少1200m2 3 1000Nm3 纯干CO2 计成本元386.1 175 方案二好，1000m3 CO2 成本少