气液传质系数
化学反应工程(第九章 气-液-固三相反应工程)
易于更换、补充失活的催化剂，但又要求催化剂耐磨损。 使用三相流化床或三相携带床时，则存在液-固分离的技术
问题，三相携带床存在淤浆输送的技术问题。
3. 气、液并流向上休系的操作流型 颗粒运动基本操作方式：固定床、膨胀床（悬浮床）、 输送床（携带床）。 液体介质的液固系统中固体颗粒终端速度ut：
采用多孔固体催化剂时，可以定义两 种润湿率： ①内部润湿或空隙充满率。 ②外部有效润湿率。
图9-6 催化剂颗粒间的 液囊和流动膜
4. 床层压力降
单相气体通过固定床的压力降与气体的流速和物性、催
化剂的粒径、形状及催化剂的装填状况等因素有关，可 用Ergun式作为计算固定床压降的基本方程。 并未计入破碎、积炭、物流中的固体杂物沉积和床层下 沉等因素致使随操作后期压力降增加，因此工业反应器 开工初期的压力降可称为床层固有压力降。 气、液并流下向下滴流床反应器的床层固有压力降，还 应考虑液体以液膜的形式在催化剂颗粒表面间流动形成
床层宏观反应动力学91气液固三相反应器的类型及宏观反应动力学92三相滴流床反应器93机械搅拌鼓泡悬浮三相反应器9497压力对三相悬浮床反应器操作性能的影响95气液并流向上三相流化床反应器96三相悬浮床中的相混合98气液固三相悬浮床反应器的数学模型99讨论与分析图95气液井流滴流床流动状态与操作条件气液并流向下固定床内气体和液体的流动状态可以分为稳定流动滴流区脉冲流动区和分散鼓泡区如图95流动状态一气液并流向下通过固定床的流体力学气液稳定流动滴流区当气速较低时液体在颗粒表面形成滞流液膜气相为连续相这时的流动状态称为滴流状
rA, g dNA/dVR k AG a(cAg c Aig ) kALa(cAiL c AL ) kAS Se(c AL c AS ) kwSeρ sw c AS ζ 向气－液界面传质速率 向液相主体传质速率 向催化剂外表面传质速 率 催化剂内的扩散 - 反应速率
(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 dtdC A V -=⋅-(1)()0*0000C C K dtdC 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W W mC C mC C ==*00*,(3)式(1)、(2)中的dtdC值可将实验数据进行曲线拟合然后求导数取得。
填料型饱和热水塔气相传质系数与传热系数的计算与应用
对于一微元相界面气液相间的传质速率为 dG l= k g (pV - p I ) dA …………………… (1) 式中 GL ——传递的水分量, kg h;
kg ——气相传质系数, kg (m 2·h·kPa) ; pV ——气相主体水汽分压, kPa; p I ——气、液相界面的水蒸汽分压, kPa; A ——传递面积, m 2。 由传质引起的潜热传递量为 ∆Q 1= Χ·dGL 即 ∆Q 1= r·kg (pV - p I ) dA ………………… (2) 式中 Q 1 ——潜热传递量, kJ h; Χ——水的汽化潜热, kJ kg。 在绝热条件下, 气膜两侧因温差引起的显热 传递量为 ∆Q 2= Α( tg - tI ) dA ……………………… (3) 式中 Q 2 ——显热传递量, kJ h; Α—— 气 相 对 流 传 热 系 数, kJ (m 2 · h
dA = aw ·ΠR 2·dZ …………………… (9) 式中 R ——填料塔半径, m ;
dZ ——微元段高度, m ; aW ——填料润湿比表面, m 2 m 3。 aW 按下式计算[2 ]
图 1 饱和热水塔示意图
aW = at
（完整版）13液液传质系数的测定
（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 dtdC A V -=?-(1)()0*0000C C K dtdC 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W W mC C mC C ==*00*,(3)式(1)、(2)中的dtdC值可将实验数据进⾏曲线拟合然后求导数取得。
双驱动气液传质系数
化工专业实验报告实验名称：双驱动搅拌器测定气-液传质系数学院：专业：班级：姓名：学号：指导教师：同组姓名：日期：一、实验目的气液传质系数是设计计算吸收塔的重要数据。
工业上应用气液传质设备的场合非常多，而且处理物系又各不相同，加上传质系数很难完全用理论方法计算得到，因此最可靠的方法就是借用实验手段得到。
测定气液传质系数的实验设备多种多样，而且都具有各自的优缺点。
本实验所采用的双驱动搅拌吸收器不但可以测定传质系数，而且可以研究气液传质机理。
本实验的目的是通过了解双驱动搅拌吸收器的特点，明了该设备的使用场合以及测定气液传质系数的方法，进而对气液传质过程有进一步的了解。
二、实验原理气液传质过程中由于物系不同，其传质机理可能也不相同，被吸收组分从气相传递到液相的整个过程决定于发生在气液界面两侧的扩散过程以及在液相中的化学反应过程，化学反应又影响组分在液相中的传递。
化学反应的条件、结果各不相同，影响组分在液相中传递的程度也不同，通常化学反应是促进了被吸收组分在液相中的传递。
或者将这个过程的传质阻力分成气膜阻力与液膜阻力，就需要了解整个传质过程中哪一个是传质的主要阻力，进而采取一定的措施，或者提高某一相的运动速度，或者采用更有效的吸收剂，从而提高传质的速率。
气膜阻力为主的系统、液膜阻力为主的系统或者气膜阻力与液膜阻力相近的系统在实际操作中都会存在，在开发吸收过程中要了解某系统的吸收传质机理必须在实验设备上进行研究。
双驱动搅拌吸收器的主要特点是气相与液相搅拌是分别控制的，搅拌速度可以分别调节，所以适应面较宽。
可以分别改变气、液相转速测定吸收速率来判断其传质机理，也可以通过改变液相或气相的浓度来测定气膜一侧的传质速率或液膜一侧的传质速率。
测定某条件下的气液传质系数必需采取切实可行的方法测出单位时间单位面积的传质量，并通过操作条件及气液平衡关系求出传质推动力，由此来求得气液传质系数。
传质量的计算可以通过测定被吸收组分进搅拌吸收器的量与出吸收器的量之差求得，或是通过测定搅拌吸收器里的吸收液中被吸收组分的起始浓度与最终浓度之差值来确定。
第二液相的加入对气液传质系数的影响
液相的影响程 度也 不同。在一定 的操作条件下 ， Ｌ 随搅拌 速度和第 ２液相 体积分数 的增 加呈先增大 后减小 的 Ｋ ａ均
趋势 ， 随表观气速 （ 在一定范围 内） 的增加而增加 。Ｋ ａ值 可通过插 值 函数微 商法直 接测得 ， 可通过渗 透模 型计 Ｌ 也
界面湍动对气液传质的影响
界面湍动对气液传质的影响
马友光;杨雄文;冯惠生;余国琮
【期刊名称】《化学工程》
【年(卷),期】2004(32)4
【摘要】气液传质过程中经常伴有界面湍动.界面湍动由传质的不均匀性引起,反过来又极大地促进传质.介绍了界面湍动的产生机理和形成条件,对4种不同Ra和Ma准数的情况分别进行了分析.讨论了界面湍动强度对气液传质系数的影响关系.传质系数与Man成正比,其中n随着Marangoni对流胞类型的不同而在1/3和1之间变化.在气液系统中,液相与气相阻力比越大,由界面湍动引起的传质的增强效应越显著.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】马友光;杨雄文;冯惠生;余国琮
【作者单位】天津大学,化学工程研究所,天津,300072;天津大学,化学工程研究所,天津,300072;天津大学,化学工程研究所,天津,300072;天津大学,化学工程研究所,天津,300072
【正文语种】中文
【中图分类】TQ021.4
【相关文献】
1.气液传质相界面湍动现象的实验及分析 [J], 王勇;张泽廷
2.湍球塔气液相界面结构及传质面积 [J], 王征;李季;周加贝;陈德权
3.双光路纹影仪观察气液传质界面湍动现象 [J], 陈杰;曾爱武;袁希钢
4.气液传质界面湍动现象投影观察 [J], 沙勇;李樟云;林芬芬;吐松;肖宗源;叶李艺
5.气液传质过程的界面湍动 [J], 马友光;刘永莉;成弘
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乙烯和丙烯在低聚物-正己烷溶液中的溶解度及体积传质系数测定
万方数据化工学报第６０卷引言淤浆法是生产高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）的重要工艺之一，在装置扩容改造中，副产物低分子量聚乙烯（低聚物）常常过量产生，影响了反应器内的汽液平衡与气液传质。
在淤浆聚合过程中，气液传质是聚合反应动力学的控制步骤，气体溶解度则是研究气液传质的基础ｕｊ，因此，考察低聚物存在下反应器内的汽液平衡与气液传质具有重要的理论与实际意义。
针对汽液平衡和气液传质，国内外均有研究报道。
Ｍｉｚａｎ等ｒ２ｊ利用气体间歇吸收技术测定了压力１．１～５．５ＭＰａ、温度２９７～３３３Ｋ下乙烯和氢气在液态丙烯中的溶解度和气液传质系数。
Ｌｉ等［１。
测定了温度３１３～３５３Ｋ、压力ｏ．２～５．５ＭＰａ范围内氢气、乙烯及丙烯在正己烷中的溶解度及液相体积传质系数，并以ＰＲ状态方程关联了溶解度数据，考察了温度、压力、转速以及聚丙烯颗粒含量对气液传质的影响。
Ａｔｉｑｕｌｌａｈ等［３１测定了温度２７３～３３３Ｋ、压力Ｏ．１～１ＭＰａ下乙烯和丙烯在甲苯中的溶解度，并以ＳＲＫ及ＰＲ状态方程关联了相平衡关系。
Ｌｅｅ等¨３研究了温度３２３．１５～４２３．１５Ｋ、压力Ｏ．５～２．５ＭＰａ、乙烯一冰片烯共聚物（ＣＯＣ）浓度Ｏ～４０％时，乙烯在甲苯、冰片烯及ＣＯＣ混合溶液中的溶解度，选用ＰＲ状态方程分别结合ｖｄｗ一１混合律及Ｚ—Ｍ混合律，通过泡点压力计算法关联实验数据。
张光旭等∞］测定了Ｃ０ｚ、Ｃ０、Ｎ：和Ｏ：在纯苯酚中的溶解度数据，采用ＲＫ方程的维里展开式和正规溶液理论推算得到溶解度与温度和压力的关系式，并对数据进行了三参数关联。
在目前已有的文献中，尚未有与乙烯淤浆聚合工艺相关的气体在低聚物溶液中的汽液平衡及气液传质的研究。
为此，本文采用气体间歇物理吸收技术，测定乙烯一正己烷、丙烯一正己烷、乙烯一正己烷一低聚物及丙烯一正己烷一低聚物体系的气体平衡溶解度与液相体积传质系数，并试图使用ＰＣ—ＳＡＦＴ状态方程对汽液平衡数据进行关联，建立液相体积传质系数的经验关联式。
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1.气液传质系数:传质面积是相际接触面积。
推动力可采用各种不同浓度差或压力差的平均值。
即G=KF△均。
式中的K就是传质系数。
2.返混：指不同时间进入系统的物料之间的混合，包括物料逆流动方向的流动。
返混的结果是物料呈一定的停留时间分布，对于传质过程，这样的浓度变化使浓度推动力减小，从而减小了传递速度。
对于反应过程，这样的浓度变化使反应物浓度降低，产物浓度增加，从而使主反应速度降低和串连副反应速度增加，反应选择性下降。
3.非牛顿型液体：为区别起见，人们将剪应力与剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体，而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。
血液、淋巴液、涤纶、橡胶溶液。
4.过渡流：是流体的一种流动状态。
当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，或称为片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流。
5.气相占气液混合物体积的百分率。
6.液体喷射式：液相为分散相，气相为连续相。
液体从反应器底部往上冲，在反应器底部的固体催化剂会跟随液体冲入反应器内，故有利于固体催化剂的悬浮。
7.弥散系数：，是表征流动水体中污染物在沿水流方向（或纵向）弥散的速率系数。
8.气液比相界面积是指单位气液混合鼓泡床层体积内所具有的气泡表面积，α的大小直接关系到传质速率，是重要的参数，α值测定比较困难，人们常利用传质关系式NA=kLαΔcA
直接测定kLα之值进行使用。
9.为什么鼓泡塔适用于慢反应？
第十三张PPT：1、空塔速度指的是反应器的表观速度。
2、上述公式计算的是全塔的平均气泡直径，实际上鼓泡塔反应器内气泡直径沿径向存在一个直径分布。
第十四张PPT：1、气含率指反应器内气液混合物中气体所占的体积分数。
2、对于直径小于15cm的气泡反应器，可用Hugbamark 图来确定气含率。
对于大于15cm的，须在实验塔中进行测定，方能得到有效数值。
第十五张PPT：1、Cb1为吸收达到气液平衡是的吸收剂的浓度。
第十六张PPT：照着念就行。
（根据物料衡算）
第十七张PPT：1、德国、日本、美国等发达国家在20世纪70年代开始对这项工艺
进行研究的，是当今国际燃煤电厂应用最广泛的的烟气脱硫。
2、mg/m3是粉尘排放率单位，N代表名义工矿。
第十八张PPT：照着念就行（石膏晶体是指带两个结晶水的硫酸钙）
第十九张PPT：照着念就行
第二十张PPT：1、该工艺主要包括吸收塔系统、烟气系统、石灰石浆液制备系统以
及石膏脱水处理系统。
2、吸收塔系统：烟气进入吸收塔，经逆向喷淋的循环浆冷却、洗涤，经除雾器去除烟气中的水分至100 mg/m3之后排除吸收塔。
3、脱水系统：石膏晶体经一级水力旋流机分选浓缩到50%并流至真空皮带式脱水机。
4、除雾器的材质的PP，喷嘴的材质为SiC。
工艺水一般为生产工艺中用水，一般不包括生活用水。
第二十一张PPT：1、CT-121是千代田化工自行开发的脱硫工艺。
2、隔板增大气液接触面积。
第二十二张PPT：1、飞灰指的是杂质。
2、JBR----鼓泡塔
P23
随着浆液PH值的升高，脱硫效率呈上升趋势，这是因为PH的升高，吸收塔浆液中含有的CaCO3也相应增加，液相传质系数增大，SO2的吸收速率增大，有助于脱硫效率的提高。
但当浆液PH值高于5.8之后，脱硫效率开始下降，这是由于PH值升高时，CaSO3.1/2H2O 溶解度下降，CaSO3.2H2O溶解度增加，随着SO2的吸收，浆液PH值降低，浆液中CaSO3.1/2H2O 增加，并在石灰石颗粒表面形成一层液膜，而液膜内部CaCO3的溶解又使PH值升高。
在此过程中，液膜中的CaSO3.1/2H2O析出并沉积在石灰石颗粒表面，形成一层外壳，使得石灰石颗粒表面钝化。
钝化的外壳阻碍了石灰石的继续溶解，抑制了吸收反应的进行。
因此，浆液PH值大于5.8之后，H+浓度降低，Ca2+析出困难，导致脱硫效率下降。
当PH值低于4.0时，浆液几乎不再吸收SO2。
因此，湿法脱硫浆液PH值既不能过高也不能过低。
pH值一般在5~5.5之间，此时脱硫效率一般在95%以上。
P24
石灰石是最终被磨制成浆液而提供给吸收塔的 ,一般来说 ,石灰石浆液颗粒粒度越小 ,在浆液体系中与液相接触的比表面积越大 ,它在液相中的溶解及反应将更快、更充分 ,吸收剂利用率更高。
然而，由于颗粒粒度小时，脱硫率不高，所以一般选在250目筛左右。
P25 就按图片上讲就可以了，
P27
1、由24页的数据可知，脱硫效率一般在95%以上，所以二氧化硫除率高。
3、吸收塔洗涤浆液中 pH的高低直接影响 CO2的吸收率及设备的结垢、腐蚀程度等 ,但PH调节的适当，所以不易结垢。
4、因为CT-121脱硫，结构简单，可靠性就比较高。