CO2吸收填料塔实验
CO2吸收实验
CO2吸收实验一、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，练习对实验数据的处理分析。
图一二氧化碳吸收- 解吸实验装置流程图1-CO2钢瓶；2-减压阀；3-CO2流量计；4- 吸收风机；5-吸收塔空气流量计；6-吸收水泵；7-吸收塔水流量计；8-吸收尾气传感器；9-吸收塔；10、15-液封；11-解吸液罐；12-解吸尾气传感器；13-吸收液罐14-解吸塔；16-压差计；17-解吸水泵；18-解吸塔水流量计；19-解吸风机；20-解吸塔空气流量计21- 空气旁路调节阀；22- π型管实验装置三、实验原理传质性能：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。
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 ）（1-1 ）液膜G A k l A（C Ai C A）（1-2）式中： G A—A 组分的传质速率， kmoI s 1；A —两相接触面积，m2；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 m3C Ai —相界面上A组分的浓度 kmol mk g—以分压表达推动力的气侧传质膜系数， kmol m 2s 1Pa 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 G A（p A p A）（1-3）G A K L A（C A C A）（1-4）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；3C A —气相中 A 组分的实际分压所要求的液相平衡浓度， 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 2s 1Pa 1；K L —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，1m s 。
化工原理填料吸收塔实验计算示例
化工原理填料塔吸收实验（二氧化碳）计算示例一、 实验目的 二、 基本原理三、 实验装置与流程 四、 实验步骤与注意事项 五、实验数据记录与处理当进气流量'G =23/m h ，水的流量'L =400/L h 时，式中，m ：为相平衡常数；E ：亨利系数，Pa ，根据液相温度测定值由附录查表得51.57210⨯PaP ：总压，pa ，绝对压力。
P=106.325Pa 式中，塔径D=100mm ，T 操作为气温，P 操作为总压；T 标准，P 标准为标准情况下。
将wt%换算成mol%，2x =0式中，塔高Z=2m ， 液相总传质系数2/2830.856/6.011470.945932/()xa OL K L H kmol h m ===⋅气相总传质系数：六、1.本实验中，为什么塔底要液封？液封高度如何计算？答：防止塔内气体外漏，防止塔外气体进入塔内；利用塔内正负压与大气压的差值计算。
2.测定填料塔的流体力学性能有什么工程意义？答：可以通过流体力学性能来判断填料塔的一系列性能。
K有什么工程意义？3.测定xaK可以确定传质单元高度，从而可找出填料层高度。
答：由xaCO吸收过程属于液膜控制？4.为什么2答：易容气体的吸收是气膜控制，吸收时的阻力主要在气相，CO，溶解度低，应属于液膜控制。
反之事液膜控制，对于25.当气体温度和液体温度不同时，应用什么温度计算亨利系数？答：液体温度。
因为亨利定律一般适用于稀溶液，如难容气体的溶解，这种溶解的传质过程应属于液膜控制，液体的影响比较大，故选择液体温度。
二氧化碳吸收实验报告
二氧化碳吸收实验报告广西大学实验报告姓名院专业班年月日实验内容吸收实验指导教师一、实验名称：吸收实验二、实验目的：1.学习填料塔的操作；2.测定填料塔体积吸收系数KYa.三、实验原理：对填料吸收塔的要求，既希望它的传质效率高，又希望它的压降低以省能耗。
但两者往往是矛盾的，故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。
〔一〕、空塔气速与填料层压降关系气体通过填料层压降△P与填料特性及气、液流量大小等有关，常通过实验测定。
假设以空塔气速u[m/s]为横坐标，单位填料层压降oPZ[mmH20/m]为纵坐标，在双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。
当液体喷淋量L0=0时，可知PZ~uo关系为一直线，其斜率约1.0—2，当喷淋量为L1时，PZ~uo为一折线，假设喷淋量越大，折线位置越向左移动，图中L2＞L1。
每条折线分为三个区段，PZ值较小时为恒持液区，PZ~uo关系曲线斜率与干塔的相同。
PZ值为中间时叫截液区，PZ~uo曲线斜率大于2，持液区与截液区之间的转折点叫截点A。
PZ值较大时叫液泛区，广西大学实验报告姓名院专业班年月日实验内容指导教师PZ~uo曲线斜率大于10，截液区与液泛区之间的转折点叫泛点B。
在液泛区塔已无法操作。
塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间，此时塔效率最高。
图2-2-7-1填料塔层的PZ~uo关系图图2-2-7-2吸收塔物料衡算〔二〕、吸收系数与吸收效率本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨，氨易溶于水，故此操作属气膜控制。
假设气相中氨的浓度较小，那么氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律，吸收广西大学实验报告姓名院专业班年月日实验内容指导教师平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。
其吸收速率方程可用下式表示：NAKHY〔1〕Yam式中：NA——被吸收的氨量[kmolNH3/h]；——塔的截面积[m2]H——填料层高度[m]Ym——气相对数平均推动力KYa——气相体积吸收系数[kmolNH3/m3·h]被吸收氨量的计算，对全塔进行物料衡算〔见图2-2-7-2〕：NAV(Y1Y2)L(某1某2)〔2〕式中：V——空气的流量[kmol空气/h]L——吸收剂〔水〕的流量[kmolH20/h]Y1——塔底气相浓度[kmolNH3/kmol空气]Y2——塔顶气相浓度[kmolNH3/kmol空气]某1，某2——分别为塔底、塔顶液相浓度[kmolNH3/kmolH20]由式〔1〕和式〔2〕联解得：KV(Y1Y2)YaHYm〔3〕为求得KYa必须先求出Y1、Y2和Ym之值。
二氧化碳填料吸收与解吸实验.
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 kmolAi C —相界面上A 组分的浓度3-⋅m kmolg 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 。
co2填料塔气体吸收实验数据处理
co2填料塔气体吸收实验数据处理一、实验背景和目的二氧化碳（CO2）是一种常见的温室气体，其排放量在近年来不断增加，对全球气候变化产生了重要影响。
因此，减少CO2的排放已成为全球关注的焦点。
其中，CO2捕集技术是目前最为有效的解决方案之一。
本次实验旨在通过CO2填料塔吸收实验来研究该技术的应用效果，并对实验数据进行处理和分析。
二、实验原理本次实验采用填料塔吸收法进行CO2捕集。
填料塔是一种常见的气液接触设备，其结构类似于一个高大的圆柱体。
填料塔内部装有大量填充物，通过将含有CO2气体的空气从顶部喷入塔内，并从底部流出液体溶剂，使得两者之间发生物质传递和质量传递过程，达到吸收CO2的效果。
三、实验步骤1.准备工作：清洗填料塔及相关设备，并测量其重量、高度等参数。
2.制备液体溶剂：根据实验要求，在容器中加入适量水和化学试剂，制备出所需的液体溶剂。
3.实验操作：将制备好的液体溶剂倒入填料塔底部，然后将含有CO2气体的空气从顶部喷入填料塔中，并通过底部排液管流出吸收后的溶液。
4.实验数据处理：根据实验结果，计算出CO2的吸收率、容积质量传递系数等指标，并进行数据分析和比较。
四、实验数据处理1. CO2吸收率计算CO2吸收率是指在单位时间内CO2被液体溶剂吸收的百分比。
其计算公式如下：CO2吸收率（%）=（初始CO2浓度-末端CO2浓度）/初始CO2浓度×100%其中，初始CO2浓度是指喷入填料塔前空气中CO2的浓度，末端CO2浓度是指从填料塔底部排出液体后所得到的溶液中CO2的浓度。
2. 容积质量传递系数计算容积质量传递系数是指单位时间内在填料塔内发生物质传递和质量传递过程时所需的空气流量与液体溶剂质量之比。
其计算公式如下：KLa=V/L（C0-Ct）其中，V是填料塔的有效体积，L是液体溶剂的流量，C0和Ct分别是填料塔顶部和底部CO2浓度。
3. 数据分析通过对实验数据的处理和分析，可以得出以下结论：（1）随着空气流量的增加，CO2吸收率逐渐上升，并在一定范围内保持稳定。
二氧化碳吸收与解吸实验
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 kmolg 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 。
吸收实验—填料塔吸收传质系数的测定.
实验八吸收实验—填料塔吸收传质系数的测定一、实验目的⒈了解填料塔吸收装置的基本结构及流程；⒉掌握总体积传质系数的测定方法；⒊测定填料塔的流体力学性能；⒋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；⒌了解气相色谱仪和六通阀在线检测CO2浓度和测量方法；二、基本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，所以气体吸收实验选择CO2作为溶质组分是最为适宜的。
本实验采用水吸收空气中的CO2组分。
一般将配置的原料气中的CO2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CO2在水中的溶解度很小，所以此体系CO2气体的吸收过程属于液膜控制过程。
因此，本实验主要测定Kxa和HOL。
⒈计算公式：填料层高度h为：h=⎰h0dh=LKXaΩ⎰XbdXX-X*Xa=HOL⋅NOL A=LmV，则：NOL=11-Aln[(1-A)Yb-mXaYb-mXb+A]令：吸收因数HOL=LKxaΩ=hNOLKXa=LHOLΩ式中：h──填料层高度，m；L──液体的摩尔流量，kmol/s；Ω──填料塔的横截面积，m2；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；Xa，Xb──CO2在塔顶、塔底液相中的摩尔比浓度，无因次；Ya，Yb──CO2在塔顶、塔底气相中的摩尔比浓度，无因次。
⒉测定方法(a)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。
(b)测定塔顶和塔底气相组成yb和ya；(c)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，根据液相温度测定值由附录查得；P──总压，Pa。
对清水而言，Xa=0,由全塔物料衡算V(Yb-Ya)=L(Xb-Xa)，可得Xb。
二氧化碳填料吸收与解吸实验.
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 kmolAi C —相界面上A 组分的浓度3-⋅m kmolg 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 。
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CO2吸收填料塔实验
实验八 二氧化碳吸收填料塔实验
一、实验目的
⒈ 了解填料吸收塔的结构和流体力学性能。
⒉ 学习填料塔的液膜传质膜系数、总传质系数的测定方法，加深对传质过程原理的理解。
二、实验内容
1．测定填料层压强降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。
2．采用水吸收二氧化碳，测定填料塔的液
膜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，不同喷淋量下的填料
层
的压强降ΔP 与气速u 的关系如图8-1所示：
ΔP ,
u , m/s
1
2
3
L 3L 2L 1
L 0 =
＞＞0
图8-1 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．传质系数
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。
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 -= （8－1）
液
膜
)
(A Ai l A C C A k G -=
（8－2）
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
k g ——以分压表达推动力的气侧传质膜系数，1
12
---⋅⋅⋅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=P A。
2
C A2 ，F L
P A
P Ai
C Ai
d
相 界 面
距离 液 膜
气
膜 浓度
C A P A C A
P
A +d P A
C A +dC A
P 1=P A。
1
C A 。
1，F L
图8-2双膜模型的浓度分布图
图8-3 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
（8－3）
)
(A A L
A
C C A K
G -=*
（8－4）
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 ；。