实验四填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定
填料吸收塔实验
填料吸收塔实验【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。
【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△ P 与气速u 的关系如图6-1-1所示：L 3> L 2 > L 1图6-1-1填料层的△ P 〜u 关系当无液体喷淋即喷淋量 L o =O 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：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L o =arK Hr△气膜G A = k g A( P A - p Ai)(6-1-7) 液膜 G A 二 k i A(C Ai - C A )式中：G A — A 组分的传质速率，kmoI s J ； 2A —两相接触面积，m ；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 m C Ai —相界面上A 组分的浓度kmol m "k g —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，kmol m^ s J Pa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m s'。
实验四填料塔液相传质系数的测定lun
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：三、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 =。
填料吸收塔操作及吸收传质系数的测定
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。
填料吸收塔的操作和吸收系数的测定
因本实验采用的物系不仅遵循亨利定律，而且气 膜阻力可以不计，在此情况下，整个传质过程阻 力都集中于液膜，即属液膜控制过程，则液侧体 积传质膜系数等于液相体积传质总系数，即
表3(1)填料吸收塔传质实验数据表(一) 被吸收的气体: 纯CO2; 吸收剂:水; 塔内径:35ｍｍ 塔类型 吸收塔 Ø环 填料种类 填料尺寸 (m) 4x10 填料层高度 (m) 0.65 CO2转子流量计读数 m3／h 0.200 CO2转子流量计处温度 ℃ 25.6 流量计处CO2的体积流量 m3／h 0.156 水转子流量计读数 30.0 水流量 30.0 中和CO2用Ba(OH)2的浓度 Ｍ mol／l 0.1 中和CO2用Ba(OH)2的体积 ml 10 滴定用盐酸的浓度 Ｍ mol／l 0.1
15.60 19.40 10 25.6 1.637252 0.01529 0.00209 3.39322 3.4382 0.0251 0.0073
填料吸收塔的操作和吸收系数
的测定
史 玉 琳
二 o 一五 年 六 月
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ห้องสมุดไป่ตู้。
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
液泛区
L3 ＞ L2 ＞ L1 L0 =
0
填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定解读
实验装置流程示意图
流程简介：
由空气压缩机1提供的空气，经压力定值器2 定值为2×104Pa，并经转子流量计4计量后，进 入内盛丙酮的丙酮汽化器5，产生丙酮和空气的 混合气，混合气从输气管道由塔底进入填料吸收 塔7，在塔内同自塔顶喷下的水逆流接触，被吸 收掉其中大部分丙酮后，从塔顶部气体出口9排 出。由恒压高位槽 13 底部流出的吸收剂（水）， 经转子流量计 15 计量，流经电加热器 16 ，由塔 顶喷入吸收塔，吸收了空气中的丙酮后，由塔底 经液封装置11排入吸收液贮罐。
实验步骤（2）
6、调节空气流量计调节流量为400L/h，液体流 量为3L/h，注意稳定塔内压力，空压机压力及 保持塔底液位高度60％。 7、用气相色谱分析混合气中丙酮的进口浓度。 当平行实验误差小于5%时，即认为实验条件已 基本稳定。 8、在稳定操作条件下测定气体的进口、出口浓 度。并随时记录气体、塔顶和塔底的温度。
式中：G---气相流量（kmol/h）； Y1、Y2---气相进、出塔浓度。
（2）气相平均推动力
可取塔底与塔顶推动力的对数平均值，
即
Y1 Y2 Ym ln(Y1 Y2 )
Y1 Y1 Y1* Y1 mX1
Y2 Y2 Y2* Y2 mX2
（3）气相总体积传质系数
吸收剂进口浓度对吸收的影响
调节吸收剂进口浓度X A,2是控制 和调节吸收效果的又一重要手段。 吸收剂进口浓度X A,2 降低，液相进口 处的推动力增大，全塔平均推动力 也会随之增大，这有利于吸收过程 吸收率的提高。
吸收剂入口温度对吸收的影响
吸收剂入口温度对吸收过程影响 也很大，这也是控制和调节吸收操作 的一个重要因素。降低吸收剂的温度， 使气体的溶解度增大，相平衡常数减 小，平衡线下移，平均推动力增大， 使吸收效果变好。
化工原理实验—吸收
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)掌握吸收总传质系数的测定方法．二、基本原理1.吸收速率方程式吸收传质速率由吸收速率方程式决定: Na = Ky A Δym式中 Ky 为气相总传质系数，mol/m2*h；A 为填料的有效接触面积，m2；Δym 为塔顶、塔底气相平均推动力。
a 为填料的有效比表面积，m2/m3；V 为填料层堆积体积， m3 ；Kya 为气相总容积吸收传质．系数，mol/m3*h。
从上式可看出，吸收过程传质速率主要由两个参数决定：Δym为过程的传质推动力，Kya的倒数1/Kya表征过程的传质阻力。
2．填料吸收塔的操作吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成y2上，或组分的回收率η上。
在低浓度气体吸收时，回收率可近似用下式计算：η = （y1 - y2）/y1吸收塔的气体进口条件是由前一工序决定的，一般认为稳定不变。
控制和调节吸收操作结果的操作变量是吸收剂的进口条件：流率 L 、温度 t 和浓度 x2 这三个要素。
由吸收分析可知，改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用方法，当气体流率 G 不变时，增加吸收剂流率，吸收速率η增加，溶质吸收量增加，出口气体的组成y2随着减小，回收率η增大。
当液相阻力较小时，增加液体的流量，总传质系数变化较小或基本不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力Δym的增大而引起，即此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。
但当液相阻力较大时，增加液体的流量，可明显降低传质阻力，总传质系数大幅度增加，而平均推动力却有可能减小（视调节前操作工况的不同而不同），但总的结果使传质速率增大，溶质吸收量增大。
吸收剂入口温度对吸收过程的影响也甚大，也是控制和调节吸收操作的一个重要因素。
降低吸收剂的温度，使气体的溶解度增大，相平衡常数减小。
对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力随之减小，使吸收效果变好，y2降低，但平均推动力Δym或许会有所减小。
填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定
实验数据处理中注意事项说明
❖ 1．气体流量计在0.02MPa下使用，与气体
流量计标定时的状态不同，故需校正
G GN
P0T PT0
❖ 2．吸收剂的进口温度由半导体温度计测得， 需 全知 塔道 平全均塔温平度均为温 ：度，来t 查 得t进各 组t出 的m值。 2
❖
实验数据处理结果的讨论及要求
1．在空气流量恒定条件下，改变清水流量，讨论组 分回收率η，传质推动力,Δym和传质系数Kya的变 化规律。
实验内容
❖ 1．在空气流量恒定条件下，改变清水流量，测定气体 进出浓度y1、y2，计算组分回收率η，传质推动力面 Δym和传质系数Kya。
❖ 2．在清2，计算组分回收率η，传质推动力 面Δym和传质系数Kya。
❖ 3．在空气流量和清水流量恒定条件下，改变清水温度， 测定气体进出口浓度y1、y2，计算组分回收率η，传质 推动力面Δym和传质系数Kya。
K ya C Ga Lb
(三). 吸收塔的操作和调节：
❖ 回收率η
y1 y2 1 y2
y1
y1
吸收剂的进口条件：流率L、温度t、浓度x2三个因素 1、改变吸收剂用量 2、改变吸收剂入口温度 3、吸收剂进口浓度x2
吸收塔的操作和调节
给定条件：H，,Kya,y1 调节手段：L，t，x２，
t降低，使气体的溶解度增大，m减小，相平衡线下移 。 推动力增加。吸收速率增大，y2减小,吸收率增加
y1 y2
x2
x1
实验装置示意图及流程
空气―丙酮混合气― 水吸收系统，吸收塔 为填料吸收塔，
气相色谱分析的方 法，测定混合气进 口浓度y1及混合气 出口浓度y2。
❖ 分别改变水流量、空气流量（均由小至大）、及水温 （升高）的方法，测数组数据。每改变一次水流量或空 气流量，均需间隔数分钟取样，或出口水温基本恒定。
填料塔吸收传质系数的测定实验报告
填料塔吸收传质系数的测定实验报告1. 实验目的和背景大家好，今天我们要聊聊填料塔的吸收传质系数测定。
这听起来有点高大上，但其实就是在说我们如何通过实验来搞清楚填料塔里物质是怎么转移的。
简单来说，就是想知道在这个塔里，气体和液体交换的效率如何。
为了让大家更清楚，我们不妨用个比喻：就像在厨房里，你把一大锅水煮开了，往里面放盐，盐在水里溶解的速度就是我们实验要探讨的“传质系数”。
当你把这锅盐水煮开得再热一点，盐溶解得就会更快；同样的，填料塔里气体和液体的接触也影响了它们的传质效率。
2. 实验装置和材料2.1 填料塔的选择说到实验装置，我们用的是一个高大上的填料塔。
你可以把它想象成一根长长的管子，里面塞满了各种填料，就像一个巨大的“搅拌机”。
这些填料的作用就是增加气体和液体的接触面积，让它们能够更好地“拥抱”在一起。
我们选择的塔很精致，内部填料都是按照标准配置的，保证实验的准确性。
2.2 试剂和操作在试剂方面，我们用的是气体和液体的混合物，比如说氮气和水。
氮气在这里是我们的“主角”，水则是“配角”。
我们设定了不同的操作条件，比如流量、温度这些，确保实验的数据能真实反映传质的情况。
操作的时候，我们小心翼翼，就像对待宝贝一样，确保每一个步骤都尽可能完美。
3. 实验过程3.1 实验步骤好了，进入实际操作了。
首先，我们把填料塔组装好，像拼乐高一样把各种组件搭配在一起。
接下来，我们把液体和气体分别送入塔中。
你可以想象一下，这就像是在塔里开了一场“舞会”，气体和液体在里面跳舞。
为了让这场舞会更有趣，我们调节了不同的流量和温度，这样就能观察到它们的互动效果。
3.2 数据收集和分析接着就是收集数据的部分了。
我们记录下每一组实验的结果，像记笔记一样详细。
这些数据会告诉我们不同条件下气体和液体的传质系数。
然后，我们用这些数据计算出吸收传质系数，看看它在不同条件下的表现如何。
分析数据的时候，我们得像破案一样，仔细找出规律，看看哪种条件下传质效果最好。
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实验四填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定姓名：学号：；学院专业级同组同学姓名：；；。
.实验日期：；天气：；室温：大气压：；成绩：一、实验目的1.了解填料吸收塔的结构和操作流程；2.掌握产生液泛现象的原因和过程。
3.明确吸收塔填料层压降p与空塔气速u在双对数坐标中的关系曲线及其意义，了解实际操作气速与泛点气速之间的关系4.了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；5.掌握气相总容积吸收传质系数Ky,α的测定方法二、基本原理吸收是指利用气体中各组分在液相中溶解度的差异而分离气体混合物的操作。
在吸收过程中，所用液体成为吸收剂（或溶剂）；气体中被溶解的组分称为吸收质或溶质；不被溶解的气体组分称为惰性气体或载体；吸收操作所得到的液体称为溶液（主要成分为吸收剂和溶质）；剩余的气体为尾气，主要成分为惰性气体，还有残余的吸收质。
1.气液相平衡关系大多数气体物质A溶解形成稀溶液时，稀溶液上方溶质A的平衡分压p A*与其在溶液中的摩尔分数x A成正比：p A*=Ex A (4-1) 这就是亨利定律。
式中，E为亨利系数（kPa）。
若气相组成也用平衡摩尔分数y*表示，则(3-4-1)式可写为：y A*=Ex A/p(4-2) 令E/p=m，则y A*=mx A (4-3) 式中，m为相平衡系数，量纲为1。
吸收过程中，溶液和气体的总量在不断变化，使得吸收过程的计算比较复杂。
为了简便起见，工程计算中采用在吸收过程中数量不变的惰性气体（如空气）和纯吸收剂为基准，用物质的量之比（也称为比摩尔分数）来表示气相和液相中吸收质A的含量，并分别用Y A和X A表示。
平衡时，其关系式为：Y A*=mX A/(1?(1?m)X A)当溶液浓度很低时，X A很小，则1+(1－m)X A?1，式(3-4-4)可简化为：Y A*＝mX A2.填料吸收塔流体力学特性填料塔是一种重要的气液传质设备，其主体为圆柱形的塔体，底部有一块带孔的支撑板来支承填料，并允许气液顺利通过。
填料层上方有液体分布装置，可以使液体均匀喷洒在填料塔上。
液体在填料中有倾向于塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分段，段与段之间设置液体再分布器，以利液体的重新分布。
吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时，由于克服摩擦阻力和局部阻力而导致了压强降△P的产生。
填料塔的流体力学特性是吸收设备的主要参数，它包括压强降液泛规律。
了解填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗，确定填料塔适宜操作范围以及选择适宜的气液负荷。
填料塔的流体力学特性的测定主要是确定适宜操作气速。
在填料塔中，当气体自下而上通过干填料（L=0）时，与气体通过其它固体颗粒床层一样，气压降△P与空塔气速u的关系可用式△P=u1.8-2.0表示。
在双对数坐标系中为一条直线，斜率为1.8—2.0。
在有一条喷淋（L≠0）时，气体通过床层的压降除与气速和填料有关外，还取决于喷淋密度等因素。
在一定的喷淋密度下，当气速小时，阻力与空塔速度仍然遵守△P∝u1.8-2.0这一关系。
但在同样的空塔速度下，由于填料表面有液膜存在，填料中的空隙减小，填料空隙中的实际速度增大，因此床层阻力降比无喷淋时的值高。
当气速增加到某一值时。
由于上升气流与下降液体的摩擦阻力增大，开始阻碍液体的顺利下流，以致于填料层内的气液量随气速的增加而增加，此现象称为拦液现象，此点为载点，开始拦液时的空塔气速称为载点气速。
进入载液区后，当空塔气速再进一步增大，则填料层内拦液量不断增高，到达某一气速时，气、液间的摩擦力完全阻止液体向下流动，填料层的压力将急剧升高，在△P∝u n关系式中，n的数值可达10左右，此点称为泛点。
在不同的喷淋密度下，在双对数坐标中可得到一系列这样的折线。
随着喷淋密度的增加，填料层的载点气速和泛点气速下降。
本实验以水和空气为工作介质，在一定喷淋密度下，逐步增大气速，记录填料层的压降与塔顶表压的大小，直到发生液泛为止。
3.吸收速率方程式在吸收操作中，气体混合物和吸收剂分别从塔底和塔顶进入塔内，气液两相在塔内逆流接触，使气体混合物中的溶质溶解在吸收质中，于是塔顶主要为惰性组分，塔底为溶质与吸收剂的混合液。
反映吸收性能的主要参数是吸收系数，影响吸收系数的因素很多，其中有气体的流速、液体的喷淋密度、温度、填料的自由体积、比表面积以及气液两相的物理化学性质等。
吸收系数不可能有一个通用的计算式，工程上常对同类型的生产设备或中间试验设备进行吸收系数的实验测定。
对于相同的物料系统和一定的设备（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。
本实验用水吸收空气—氨混合气体中的氨气。
氨气为易溶气体，操作属于气膜控制。
在其他条件不变的情况下，随着空塔气速增加，吸收系数相应增大。
当空塔气速达到某一值时，将会出现液泛现象，此时塔的正常操作被破坏。
所以适宜的空塔气速应控制在液泛速度之下。
本实验所用的混合气中氨气的浓度很低（＜10%），吸收所得溶液浓度也不高，气液两相的平衡关系可以被认为服从亨利定律。
物质的吸收速率方程式为：N A′=N A·A=K y A?y A,m (4-6) 式中：N A′——吸收传质速率(kmol·h-1)；N A——吸收传质通量（kmol·m-2·h-1）；K y——以气相摩尔分数差（y*?y）为推动力的气相总传质系数，（kmol·m－2·h－1）；A——填料的有效接触面积（m2）；?y A,m——以气相摩尔分数差（y*?y）表示的塔顶、塔底气相平均推动力。
若以填料的有效体积表示，则N A′=K y,αV?y A,m (4-7) 式中：V——填料层堆积体积（m3）；K y,α——以气相摩尔分数差为推动力的气相总容积吸收传质系数（kmol·m－3·h－1）。
若以比摩尔分数表示，则(3-4-7)可以写为：N A’=K Y,αV?Y A,m (4-8) 式中：K Y,α——以气相比摩尔分数差(Y*－Y)为推动力的气相总容积吸收传质系数(kmol·m－3·h－)。
4.气相平均推动力?Y m将吸收操作线和平衡线绘于坐标纸上，在平衡线为直线或近似为直线时，?Y m=(?Y1??Y2)/ln(?Y1/?Y2) (4-9) 式中：?Y1=Y1?Y1*=Y1?mX1 (3-4-10)?Y2=Y2?Y2*=Y2?mX2 (4-11) 5.传质系数由式（4-7）可得K y,α=N A’/(V y A,m)又根据双膜理论，在一定温度下，吸收总系数K y a可用下式表示：1/K y a=1/k y a+m/k x a式中：k y a——气膜吸收传质系数，mol·m－3·h kx a——液膜吸收传质系数，mol·m－3·h由于k y,α=Aq n,B a(3-4-14)k x,α=Bq n,C b显然，K y,α与气体流量与液体流量都密切相关，其关系式可由下式表示K y,α=Cq n,B a q n,C b6.全塔物料衡算和操作线方程在稳定操作条件下，惰性气体（如空气）和纯吸收剂的量基本上没有变化。
在任一微分段中，从气相扩散出的吸收质必为同微分段的液体所吸收，则物料衡算式如下：dN A’=q n,B(-dY A)=(-q n,C)dX A(4-17)式中：q n,B——惰性气体流量（kmol·h－1）；q n,C——吸收剂流量（kmol·h －1）；注：“－”是由于吸收剂与气体运动方向相反。
对全塔进行物料衡算，则得：(4-12) (4-13) (4-15) (4-16)q n,B (Y A,1－Y A,2)=q n,C (X A,1－X A,2)(4-18)列出操作线方程：Y A = qn,CXA ?(Y? qn,CXA ,2 )(4-19)qn,BA ,2q n,B它是一条通过(X A,1,Y A,1)、(X A,2,Y A,2)两点的直线。
这条直些就是吸收的操作线。
Y操作线=qX /q+(Y－/q Y平衡线(Y *=mX )YXXX图-4-1 吸收操作线和平衡线 7. 填料吸收塔的操作和调节吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成y 上，或溶质的吸收率?上。
吸收率的定义为：?＝ Y A ,1?YA ,2?100%(4-20)YA ,1由于吸收塔的气体进口条件（气体中惰性气体的流量为q n,B 和吸收质的组成为Y A,1）是由前一工序决定的，因此根据式(4-19)可知，控制和调节吸收操作最终结果的方法只能是调节吸收剂的进口条件：流量q n,C 、温度t 、浓度X A ,2三个要素。
改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的常用方法。
从式(4-19)的吸收操作线方程可以看 出，当气体流量q n,B 不变时，增加吸收剂流量q n,C ，操作线的斜率增加，出口气体的组成Y A,2下降，吸收率?增大，溶质吸收量增加，吸收速率N A ’增加。
当液相阻力较小时，增加液体的流量，总传质系数变化较小或基本不变，溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力?y m 的增大而引起的，即此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。
但当液相阻力较大时，增加液体的流量，总传质系数大幅度增加，而平均推动力可能减少，但总的结果使传质速率增大，溶质吸收量增大。
q应该注意，当气液两相在塔底接近平衡（n,c?m ）时，欲降低 q n,B 吸收剂用量的方法很有效。
但是，当气液两相在塔顶接近平衡时（Y A,2，提高吸收率，用增大q n,c?m ）时，提高吸收剂 q n,B用量，即增大q n,c并不能使Y A,2明显降低，这时只有降低吸收剂入塔浓度X A,2才是有效的。
qn,B调节吸收剂进口浓度X A,2是控制和调节吸收效果的又一重要手段。
吸收剂进口浓度X A,2降 低，液相进口处的推动力增大，全塔平均推动力也会随之增大而有利于吸收过程吸收率的提高。
吸收剂入口温度对吸收过程影响也很大，这也是控制和调节吸收操作的一个重要因素。
降低吸收剂的温度，使气体的溶解度增大，相平衡常数减小，平衡线下移，平均推动力最大，使吸收效果变好。
三、实验装置本实验以水为吸收剂，通过填料塔吸收分离空气-氨气混合气中的氨气。
空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量，空气通过流量计处的温度由温度计4测量,空气流量由放空阀2调节，氨气由氨瓶送出，经过氨瓶总阀8进入氨气转子流量计9计量，氨气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。
其流量由阀10调节5,然后进入空气管道与空气混合后进入吸收塔7的底部,水由自来水管经水转子流量计11，水的流量由阀12调节,然后进入塔顶。
分析塔顶尾气浓度时靠降低水准瓶16的位置，将塔顶尾气吸入吸收瓶14和量气管15。