气相传质系数
实验填料塔中气相传质系数的测定
4、用调节阀改变空气流量，重复上述第（ 2～ 3）步，为 了实验精度和回归曲线的需要至少应测量10组数据以上。
5、干塔压降测完后，在进水之前，应减少空气流量，因 为如果空气流量很大，会引起强烈的液泛，有可能损坏填料。 6、打开水流量调节阀，调节进水的流量（建议 50l/h）。 然后慢慢增大空气流量直到液泛，通过塔身可看到塔内的状况。 液泛一段时间使填料表面充分润湿。然后减小气量到较少的水 平。 7、测量湿塔的压降与测量干塔的压降所读取的数据基本 一致，参见“测量干塔压降”的“读取数据”，但只多一项水 的流量，通过水的转子流计即可读取。 注意：本实验是在一定喷淋量下测量塔的压降，所以水的 流量应不变。在以后实验中不要改变水流量调节阀的开度。
定填料塔的适宜制作范围，选择合适 的气液负荷。
log U 填料层压降空塔气速关系图 b a
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2、传质实验：
填料塔与板式塔内气液两相的接触情况有着很大的不同。
在板式塔中，两相接触在各块塔板上进行，因此接触是不连续
的。但在填料塔中，两相接触是连续地在填料表面上进行，需 计算的是完成一定吸收任务所需填料高度。填料层高度计算方 法有传质系数法、传质单元法以及等板高度法。总体积传质系 数KYa是单位填料体积、单位时间吸收的溶质量。它是反映填
系数？ 4. 当吸收塔的实际 L/G<（L/G） min时，该吸收塔就无法继 续操作，这种说法对吗？为什么？ 5. 一逆流操作的吸收塔，若气体出口浓度大于规定值，试分
析其原因并提出改进措施。
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注意事项
建议的实验条件：水 流 量：50l/h 空气流量：20m3/h
氨气流量：0.5m3/h
其中
填料塔中气相传质系数的测定
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。
传质 总系数 分系数关系
传质总系数分系数关系
根据提出的双膜理论，传质总系数与传质分系数的关系可以用以下两个公式表示：
1. 传质总系数与传质分系数在气相和液相中的关系：
$\frac{1}{K_{c}} = \frac{1}{k_{s}} + \frac{1}{H k_{l}}$
2. 传质总系数与传质分系数在液相中的关系：
$\frac{1}{K_{t}} = \frac{H}{k_{s}} + \frac{l}{k_{l}}$
其中，$K_{c}$和$K_{t}$分别为气相和液相传质总系数，$k_{s}$和$k_{l}$分别为气相和液相传质分系数，$H$为溶解度系数（$kmol(m^3 \cdot kPa)$），其值随温度升高而减小。
如需更多传质总系数与分系数相关的知识，建议查阅化学工程相关书籍或文献，也可咨询化学工程领域的专家，以获取更全面和准确的信息。
气液传质系数
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。
气体吸收(化工原理)习题及答案
气体吸收（化工原理）习题及答案气液平衡1．在常压、室温条件下，含溶质的混合气的中，溶质的体积分率为10％，求混合气体中溶质的摩尔分率和摩尔比各为多少？解：当压力不太高，温度不太低时，体积分率等于分摩尔分率，即y=0.10根据 y-1y Y ＝，所以0.110.1-1 0.1Y =＝ 2．向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO 2气体，经充分接触后，测得水中的CO 2平衡浓度为2.875×10－2kmol/m 3，鼓泡器内总压为101.3kPa ，水温30℃，溶液密度为1000 kg/m 3。
试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。
解：查得30℃，水的kPa 2.4=s pkPa 1.972.43.101*=-=-=s A p p p稀溶液：3kmol/m 56.55181000==≈S M c ρ421017.556.5510875.2--⨯=⨯==c c x A kPa 10876.11017.51.9754*⨯=⨯==-x p E A )m kmol/(kPa 1096.21.9710875.2342*⋅⨯=⨯==--A Ap c H 18543.10110876.15=⨯==p E m 3．在压力为101.3kPa ，温度30℃下，含CO 2 20％（体积分率）空气－CO 2混合气与水充分接触，试求液相中CO 2的摩尔浓度、摩尔分率及摩尔比。
解：查得30℃下CO 2在水中的亨利系数E 为1.88×105kPaCO 2为难溶于水的气体，故溶液为稀溶液 kPa)kmol/(m 1096.2181088.11000345⋅⨯=⨯⨯==-S SEM H ρ kPa 3.2033.10120.0*A =⨯==yp p334*km ol/m 1001.63.201096.2--⨯=⨯⨯==A A Hp c 18523.1011088.15=⨯==p E m 4-101.0818520.20m y x ⨯=== 4-4--4101.08101.081101.08x -1x X ⨯=⨯⨯=－＝ 4．在压力为505kPa ，温度25℃下，含CO 220％（体积分率）空气－CO 2混合气，通入盛有1m 3水的2 m 3密闭贮槽，当混合气通入量为1 m 3时停止进气。
传质系数和传质理论
3 gl 3 ρ L 2 µL
液相的伽利略准数
第五节
上述准数中： 上述准数中：
传质系数和传质理论
填料比表面积m a— 填料比表面积m2/m3 ; 液膜传质系数， kL — 液膜传质系数，m/s ; /c— 液相漂流因子; cSm/c 液相漂流因子; l g — 特征尺寸，取填料直径m ; 特征尺寸，取填料直径m —重力加速度，m/s2 ; 重力加速度， 重力加速度
应用场合 湿壁塔 填料塔 α 0.023 0.066 β 0.83 0 .8 γ 0.44 0.33
第五节
D
传质系数和传质理论
溶质在气相中的分子扩散系数m /s； -─溶质在气相中的分子扩散系数m2/s； 气相漂流因子； P/pm -─气相漂流因子； 气相传质系数kmol/(m kG -─气相传质系数kmol/(m2⋅s⋅kPa) ； 通用气体常数kJ/ (kmol⋅ R -─通用气体常数kJ/ (kmol⋅K ) ； L -─特征尺寸 m ； 混合气体的密度kg/m ρG -─混合气体的密度kg/m3； T -─温度 K； 混合气体的粘度N µG -─混合气体的粘度N⋅s/m2 ； 气体的空塔质量流速； G -─气体的空塔质量流速； 填料层中流体通道的当量直径， a/ε De -─填料层中流体通道的当量直径，de=4a/ε，（a为填料的比表面 为填料层的空隙率m m2/m3，ε为填料层的空隙率m3/m3）； 气体在填料空隙中的实际流速， =u/ε 为空塔气速m/s m/s） U0 -─气体在填料空隙中的实际流速，u0=u/ε（u为空塔气速m/s）；
第五节
传质系数和传质理论
(3) 用水吸收二氧化硫
kG a = 9.9 × 10−4 G 0.7W 0.25
气相总传质系数公式
气相总传质系数公式气相总传质系数公式在化学工程和相关领域中可是个相当重要的概念呢！咱先来说说这个气相总传质系数到底是啥。
简单来讲，它就是用来衡量气体在传质过程中效率的一个指标。
就好比你跑马拉松，你的速度就是一个指标，能反映你跑得快慢；气相总传质系数也差不多，能告诉咱气体传质这事儿进行得顺不顺利。
这个公式看起来可能有点复杂，一堆字母和符号，让人头大。
但其实啊，要是把它拆开了慢慢琢磨，也没那么可怕。
比如说，里面涉及到的气体浓度、扩散系数啥的，都有它们各自的作用和意义。
我给你举个例子吧。
记得有一次我去工厂参观，看到一个巨大的反应塔。
工人们正在调试设备，为了提高某种气体的处理效率。
他们就在那研究气相总传质系数，想着怎么调整各种参数来让这个系数变大，从而提高生产效率。
我在旁边看着，心里琢磨着这公式里的每个参数在实际操作中到底是怎么发挥作用的。
那浓度这一项，就好比是一群人排队，人越多（浓度越大），相互之间的影响可能就越大。
扩散系数呢，就像是道路的宽窄，路越宽（扩散系数越大），人们走起来就越顺畅，传质也就更容易进行。
在实际应用中，这个公式可太有用啦！比如说在化工生产中，要设计一个气体吸收装置，就得先算好这个气相总传质系数，才能确定设备的大小、形状还有各种操作条件。
要是算错了，那可就麻烦大了，可能会导致生产效率低下，产品质量不合格，甚至还可能会出现安全问题。
再比如说在环境保护方面，了解气相总传质系数能帮助我们更好地处理废气。
知道了气体之间怎么传递，就能有针对性地采取措施，减少对环境的污染。
总之，气相总传质系数公式虽然看起来有点让人头疼，但只要我们用心去理解，结合实际情况去应用，就能发现它的妙处。
它就像是一把钥匙，能帮我们打开气体传质这个神秘世界的大门，让我们在化学工程和相关领域里走得更稳、更远。
所以啊，同学们，别被这个公式的外表吓到，深入去研究，你会发现其中的乐趣和价值的！。
实验十二吸收塔的操作及吸收传质系数的测定
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、掌握吸收总体积传质系数a K y 和a K x 的测定方法。
二、基本原理1、测气相总体积传质系数的原理气相总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y K 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 ，根据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 ，根据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，如果用操作条件则需要进行换算，其依据为'v v q q =；T ――空气温度K ，温度计测量。
（4）Y 1――1111y Y y =-，稳定操作后（各仪表读数恒定5min ）测量气体进口浓度（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 =-，稳定操作后（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。
（6）气相平均推动力m Y ∆将吸收操作线和平衡线在坐标纸上作图，如图12-1所示在平衡线为直线或近似为直线时，操作线与平衡线之间的垂直距离即为塔顶与塔底气相推动力。
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气相传质系数
引言
气相传质系数（Mass Transfer Coefficient）是指在气相传质过程中，溶质从气
相传向液相或固相的速率与浓度梯度之间的比例关系。
它是描述传质过程效率的重要参数，广泛应用于化工、环境工程和材料科学等领域。
本文将从基本概念、影响因素、测定方法和应用等方面全面、详细地探讨气相传质系数。
基本概念
气相传质过程
气相传质过程是指气体中溶质分子向液相或固相传递的过程。
在气相中，溶质分子通过扩散和对流的方式传输到液相或固相。
气相传质系数描述了气相传质过程中的传质效率。
气相传质系数定义
气相传质系数是指单位时间内单位面积的气相传质通量与浓度梯度之间的比例关系。
通常用k表示，单位为mol/(m^2·s)或是m/s。
影响因素
气相传质系数受多个因素的影响，下面列举了几个常见的影响因素： 1. 溶质性质：溶质的分子大小、形状、极性和溶解度等性质会对气相传质系数产生影响。
一般来说，分子较小、极性较强的溶质传质系数较大。
2. 溶剂性质：溶剂的粘度、表面张力和溶解度等性质也会对气相传质系数造成影响。
一般来说，粘度较小、表面张力较大的溶剂对溶质的传质系数较大。
3. 传质界面特性：传质界面的形态、表面积和扩散路径等特性会对气相传质系数产生影响。
传质界面越大、扩散路径越短，则传质系数越大。
4. 传质过程条件：温度、压力和流速等传质过程条件也会对气相传质系数造成影响。
一般来说，温度升高、压力升高、流速增大会提高传质系数。
测定方法
气相传质系数的测定方法多种多样，下面介绍几种常用的方法： 1. 稳态方法：利用设备或实验条件稳定后传质速率恒定的方法，如透过薄膜的传质、透过多孔介质的传质等。
通过测量传质速率和浓度梯度，计算气相传质系数。
2. 动态方法：利用设备或实验条件有变化但仍能保证传质速率恒定的方法，如湿碰发、粘附和吸附等。
通过测量传质速率和浓度变化的规律，计算气相传质系数。
3. 瞬态方法：利用设备或实验条件有瞬时变化的方法，如脉冲法、瞬态传质法等。
通过测量传质过程中的响应信号和浓度梯度，计算气相传质系数。
应用
气相传质系数在许多领域中具有重要的应用价值，下面列举了几个常见的应用： 1. 化工领域：气相传质系数对化工设备中的传质过程的设计和优化起着关键作用。
例如，在蒸馏列的设计中，需要预估传质系数来确定塔板高度和效率，以实现理想的分离效果。
2. 环境工程领域：气相传质系数对大气中的污染物的扩散和转移起着重要作用。
在大气污染模型中，需要准确估计气相传质系数，以预测污染物扩散范围和浓度分布。
3. 材料科学领域：气相传质系数在材料吸附和催化反应的研究中也具有重要意义。
通过测定气相传质系数，可以评估材料的吸附容量和活性，为材料的设计和改进提供依据。
总结
气相传质系数是描述气相传质过程效率的重要参数，它受多个因素的影响。
通过合适的测定方法，可以准确地获得气相传质系数的数值。
在化工、环境工程和材料科学等领域中，气相传质系数具有重要的应用价值。
未来的研究中，我们需要进一步完善气相传质系数的测定方法，并深入研究其影响因素，以提高传质过程的效率和应用价值。