二氧化碳吸收与解吸实验解读
吸收解吸的实验报告
1. 了解吸收和解吸的原理。
2. 熟悉吸收解吸反应的实验操作。
3. 通过实验观察吸收解吸实验现象特征。
4. 探讨不同物质的吸收和解吸特性。
二、实验原理吸收和解吸是化学工程中常见的传质过程。
吸收是指气体中的溶质被液体吸收剂吸收的过程，而解吸则是将吸收剂中的溶质释放出来的过程。
本实验采用物理吸收法，即利用液态吸收剂对气体混合物中的特定组分进行吸收和解吸。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：CO2气体、NaOH溶液、盐酸、苯、四氯化碳等。
2. 实验仪器：气体发生器、气体流量计、吸收塔、解吸塔、冷凝器、温度计、压力计、秒表等。
四、实验步骤1. 吸收实验：（1）将CO2气体通入装有NaOH溶液的吸收塔中，调节气体流量和温度。
（2）观察气体在吸收塔中的流动状态，记录吸收前后的气体流量和温度。
（3）将吸收后的气体通入装有盐酸的解吸塔中，调节气体流量和温度。
（4）观察气体在解吸塔中的流动状态，记录解吸前后的气体流量和温度。
2. 解吸实验：（1）将苯通入装有四氯化碳的吸收塔中，调节气体流量和温度。
（2）观察气体在吸收塔中的流动状态，记录吸收前后的气体流量和温度。
（3）将吸收后的气体通入装有苯的解吸塔中，调节气体流量和温度。
（4）观察气体在解吸塔中的流动状态，记录解吸前后的气体流量和温度。
1. 吸收实验：（1）CO2气体在吸收塔中流速逐渐减慢，气体颜色变浅。
（2）解吸后的气体在解吸塔中流速逐渐加快，气体颜色变深。
2. 解吸实验：（1）苯气体在吸收塔中流速逐渐减慢，气体颜色变浅。
（2）解吸后的气体在解吸塔中流速逐渐加快，气体颜色变深。
六、实验数据与分析1. 吸收实验：（1）吸收前后的气体流量：Q1 = 0.2 L/min，Q2 = 0.1 L/min。
（2）吸收前后的气体温度：T1 = 25℃，T2 = 20℃。
（3）根据实验数据，计算吸收系数K1和吸收速率V1。
2. 解吸实验：（1）吸收前后的气体流量：Q3 = 0.2 L/min，Q4 = 0.3 L/min。
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 。
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：123L 3L 2L 1L 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 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 。
二氧化碳的吸收与解析,实验的误差分析。
二氧化碳的吸收与解析,实验的误差分析。
二氧化碳的吸收与解析是化学分析学中一种基本的定量分析方法。
常用于测定空气、工业废气、汽车尾气、大气等中的二氧化碳含量。
方法是利用KOH（氢氧化钾）溶液可以吸收二氧化碳，并且有一个明确的化学反应式：
CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O
因此可以通过测定KOH溶液的消耗量来定量二氧化碳含量。
在实验中，误差可能产生于如下方面：
1. 试剂纯度：如果试剂的纯度不能保证，可能会影响吸收和解析过程中的化学反应，进而影响测量结果。
2. 装置漏气：实验装置如果出现气泡漏气等问题，会导致二氧化碳的流失，测量结果将不准确。
3. 操作技巧：实验操作不规范，包括倒液不准确、加热温度不够等等，也会导致实验误差。
4. 仪器准确性：实验中所使用的仪器可能存在读数误差和灵敏度等问题，这也可能导致测量结果的误差。
因此，在实验过程中，我们需要严格控制实验条件、使用高纯度试剂、保证操作技巧规范、使用准确的仪器和科学的数据处理方法，以尽可能减小误差并获得准确的二氧化碳含量测量结果。
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尖系，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、液流量均有尖，不同液体喷淋量下填料层的压强降P与气速u的尖系如图一所示：图一填料层的P〜U尖系当液体喷淋量LoO时，干填料的P〜u的尖系是直线，如图中的直线0当有一定的喷淋量时， P U 的尖系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点” O 这两个转折点将 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, 系数。
对于相同的物系及一定的设备(填料类型与尺寸) 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，气侦J 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 kgA(pAPAi)⑴液膜 6Akl A (c AlC A )式中：G A -A 组分的传质速率， 1kmol s ;A —两相接触面积，m ;P A —气侧A 组分的平均分压，Pa ；Pm —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 3C A —相界面上A 组分的浓度kmol m 3\ kg —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，kmol Pak —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数,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 ) / (3) G A K L A(C A C A )(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 ； C A —气相中A 组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，kmol m 3 ；P 〜U 尖系分为三个区实验测定可获取吸收 ,吸收系数随着操作条kmol m s PaPi=PAi C Al F L当气膜阻力远大于液膜阻力时，则相际传质过程式受气膜传质速率控制，此时，K G kg ;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，K L k| o如图三所示，在逆流接触的填料层内，任意载取一微分段，并以此为衡算系统，则由吸 收质A 的物料衡算可得：dGAF k dCA(7a)LP A +C I P AC A +C IC A图二双膜模型的浓度分布图图三填料塔的物料衡算图若气液相平衡尖系遵循享利定律：C A HP A ，则:式中：F L——液相摩尔流率，kmol s 1 ;，且称H L 为液相传质单元高度（HTU ;N L “G ,且称1\1_为液相传质单元数（NTU o CA 2 C A C A因此，填料层高度为传质单元高度与传质单元数之乘积，即\ h H L N L若气液平衡矢系遵循享利定律，即平衡曲线为直线，则式（（10）法解得填料层高度的计算式，亦即可采用下列平均推动力法计算填料层的高度或液相 传质单元高度:VsLK^aSN L —C A1 C A2CAm___ h __VsL -(11)(⑵L ■■-液相摩尔密度5kmol m 3。
二氧化碳吸收与解吸实验问题讨论
二氧化碳吸收与解吸实验问题讨论1. 引言二氧化碳（CO2）是一种重要的温室气体，对地球的气候变化起着重要作用。
随着人类经济的发展和工业化进程的加快，CO2的排放量不断增加，导致大气中CO2的浓度上升，从而引发全球气候变化的问题。
因此，了解二氧化碳的吸收与解吸过程对于应对气候变化具有重要意义。
本实验旨在探究二氧化碳的吸收与解吸过程，分析其对环境的影响，并提出可能的解决方案。
本文将从实验的原理、实验方法、实验结果以及对结果的讨论等方面展开讨论。
2. 实验原理二氧化碳的吸收与解吸是通过物质在不同条件下的相变过程实现的。
一般来说，二氧化碳的吸收过程与温度、压力、浓度等因素有关。
在适当的温度和压力下，二氧化碳会从空气中溶解到溶液中；而在不同的条件下，溶液中的二氧化碳会释放出来，实现解吸过程。
3. 实验方法本实验采用溶液的吸收与解吸方法，具体的实验步骤如下：3.1 实验材料•二氧化碳气体•水•盐酸溶液•实验装置：气体收集瓶、试管、密封橡胶塞、恒温水浴器等3.2 实验步骤1.准备实验装置：将气体收集瓶、试管等清洗干净，放入恒温水浴器中加热，使其达到一定温度，以保证实验的稳定性。
2.将一定量的水倒入气体收集瓶中，加入少量盐酸溶液。
3.用实验装置连接好气体收集瓶与试管，确保气体通道畅通。
4.打开二氧化碳气体源，将二氧化碳气体缓慢通入试管中，观察二氧化碳溶解的过程。
5.当二氧化碳的通入量足够大时，观察溶液中是否有气泡产生，观察是否产生白色固体沉淀。
6.停止二氧化碳的通入，观察溶液中二氧化碳的解吸过程，记录相应的数据。
4. 实验结果与讨论经过实验观察，我们发现在二氧化碳通入试管的过程中，溶液中的二氧化碳逐渐增多，溶液颜色也发生了变化，变得更加浑浊。
同时，还观察到有气泡产生，并且溶液中产生了白色固体沉淀，这是由于二氧化碳与盐酸反应生成了碳酸，产生的碳酸较不溶于水，所以会形成沉淀。
在停止通气后，我们观察到沉淀逐渐消失，溶液的颜色变得更加清澈，气泡也停止产生。
二氧化碳的吸收与解吸实验报告
二氧化碳的吸收与解吸实验报告摘要：本实验旨在研究二氧化碳的吸收与解吸过程，并观察其对环境条件的敏感性。
通过使用氢氧化钠（NaOH）溶液作为吸收剂，测量二氧化碳溶液中的pH值和溶液的体积变化，以评估吸收和解吸的效果。
实验结果表明，二氧化碳能够被NaOH 溶液吸收，并在一定条件下释放。
1. 引言二氧化碳（CO2）是一种常见的气体，它在大气中的浓度增加与全球气候变化密切相关。
因此，研究CO2的吸收与解吸过程对于理解和控制大气中CO2浓度的变化至关重要。
本实验旨在模拟CO2吸收与解吸的过程，并观察其在不同条件下的反应情况。
2. 实验步骤2.1 实验材料：-氢氧化钠（NaOH）固体-蒸馏水-二氧化碳气源- pH计-称量器具-实验室玻璃器皿2.2 实验过程：（1）准备NaOH溶液：称取适量的NaOH固体，加入一定量的蒸馏水中，搅拌溶解。
（2）装置实验装置：将NaOH溶液倒入实验室玻璃器皿中，置于实验台上。
（3）测量初始条件：使用pH计测量NaOH溶液的初始pH 值，并记录初始溶液的体积。
（4）注入CO2气体：将二氧化碳气体缓慢地通入NaOH溶液中，观察溶液的变化，并记录每次通气的时间和CO2气体的体积。
（5）测量pH值：定期使用pH计测量溶液的pH值，并记录下来。
（6）测量溶液体积：测量在吸收和解吸过程中溶液的体积变化，并记录下来。
3. 实验结果实验期间，我们记录了二氧化碳气体通入溶液的时间、CO2气体的体积以及溶液的pH值变化。
根据实验结果，我们绘制了相应的数据表和图表。
4. 讨论与分析根据实验结果，我们观察到二氧化碳气体通入NaOH溶液后，溶液的pH值逐渐下降，说明二氧化碳被NaOH吸收并生成了碳酸。
随着二氧化碳的继续通入，溶液的体积也有所增加，这是由于二氧化碳的溶解导致溶液的体积增大。
在观察解吸过程时，我们停止通入二氧化碳气体，溶液开始释放二氧化碳，并逐渐恢复到初始状态。
此时，溶液的pH 值逐渐升高，说明碳酸在解吸过程中分解为二氧化碳和水，并释放出二氧化碳气体。
二氧化碳填料吸收与解吸实验
吸实验装置说明书For personal use only in study andresearch; not for commercial use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 。
二氧化碳的吸收与解吸思考题
二氧化碳的吸收与解吸思考题二氧化碳的吸收与解吸是一个涉及到生物体呼吸、植物光合作用以及大气中二氧化碳浓度变化等多个方面的复杂过程。
下面将从不同角度对二氧化碳的吸收与解吸进行详细的探讨。
一、植物对二氧化碳的吸收与解吸1. 光合作用中的二氧化碳吸收：光合作用是植物利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质（如葡萄糖）和释放出氧气的过程。
在光合作用中，植物通过叶绿素等色素吸收太阳光能，将其转化为化学能，并利用此能量将二氧化碳分子还原成有机物质。
这个过程中，植物通过叶子上的气孔从大气中吸收二氧化碳，并在叶片内部进行光合作用。
2. 气孔调节对二氧化碳吸收与解吸的影响：植物通过调节叶片上的气孔大小来控制二氧化碳和水分进出。
当光照强度较高时，植物打开气孔，增加二氧化碳的吸收，促进光合作用进行。
而在光照强度较弱或水分不足时，植物会关闭气孔，减少二氧化碳的吸收以防止水分蒸发过多。
3. 呼吸作用中的二氧化碳释放：除了参与光合作用外，植物还通过呼吸作用将有机物质分解为二氧化碳和水，并释放出能量。
这个过程与动物的呼吸类似，但是植物的呼吸作用产生的二氧化碳量相对较小。
二、动物对二氧化碳的吸收与解吸1. 呼吸作用中的二氧化碳生成：动物通过呼吸将体内储存的营养物质（如葡萄糖）与摄入的氧气反应，产生能量、水和二氧化碳。
这个过程中，动物细胞内的线粒体是主要场所，它们利用细胞色素将摄入的氧气还原成水，并将有机物质完全分解为二氧化碳和水。
2. 血液循环中的二氧化碳运输：动物体内产生的二氧化碳需要通过血液循环运输到肺部，然后通过呼吸排出体外。
在血液中，二氧化碳主要以溶解态和与血红蛋白结合的态式存在。
当二氧化碳进入红细胞后，会与水反应生成碳酸，然后分解为氢离子和重要的是，这个过程发生在红细胞内。
三、大气中二氧化碳浓度变化与吸收解吸1. 二氧化碳的源与汇：大气中的二氧化碳主要来自于植物和动物的呼吸作用、燃烧过程以及地球表面的火山活动等。
同时，植物通过光合作用将大量的二氧化碳转化为有机物质，并释放出氧气。
二氧化碳吸收与解吸实验说明书
二氧化碳吸收与解吸实验装置说明书仁爱化工基础实验中心王立轩2014．05一、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、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氨的浓度，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. 采用纯水吸收二氧化碳、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。
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，不同液体喷淋量下填料层的压强降P ∆与气速u 的关系如图1-1所示：图1-1 填料层的P ∆～u 关系当无液体喷淋即喷淋量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：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）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 -= （1-1）液膜 )(A Ai l A C C A k G -= （1-2）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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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L o =0时，干填料的丄P〜u的关系是直线，如图中的直线0 当有一定的喷淋量时，〜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G A =k g A(p A - P Ai) (1)液膜G A二k i A(C Ai -C A)(2)式中：G A—A组分的传质速率，kmoI s J;A—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^3C Ai —相界面上A组分的浓度kmol m ^3k g —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，kmol m^ s_1Pa J；k i —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，m s J。
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)(3)G A *A(C A -C A)(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；C A—气相中A组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，kmol m^ ；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 经s J Pa 4；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，m 七-1。
若气液相平衡关系遵循享利定律： C A 二HP A ，则:当气膜阻力远大于液膜阻力时，则相际传质过程式受气膜传质速率控制， 此 时，K G=kg ；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，K L =k l 0如图三所示，在逆流接触的填料层内，任意载取一微分段，并以此为衡算系统， 则由吸收质A 的物料衡算可得：F L / 、 dG AdC A(7 a )：'L式中：F L ——液相摩尔流率，kmol s';K L1 1一 + ___ k HK H 1 一 +一 k g k l(5)(6)P A +d P A 图二双膜模型的浓度分布图P 1=P A 1 C A1， F L图三 填料塔的物料衡算图CA+dQ几 -- 液相摩尔密度，kmol m -。
根据传质速率基本方程式，可写出该微分段的传质速率微分方程：dG A 二 K L（C A -C A ）aSdh（7b ）联立上两式可得： dhF L匹「 （ 8）K L NSP L C A -C A式中：a 气液两相接触的比表面积，m 2 • m 1;S ――填料塔的横载面积，m 。
本实验采用水吸收纯二氧化碳，且已知二氧化碳在常温常压下溶解度较小， 因此，液相摩尔流率F L 和摩尔密度 几的比值，亦即液相体积流率（V S ）L 可视为定 值，且设总传质系数K L 和两相接触比表面积a ，在整个填料层内为一定值，则按 下列边值条件积分式（8），可得填料层高度的计算公式：h=h C A = CA 1令叽=总，且称H L为液相传质单元高度（HTU;N L = fA1 dC A，且称N.为液相传质单元数(NTULCA2 Q _ QC A cA因此，填料层高度为传质单元高度与传质单元数之乘积，即h =H L N L（10）若气液平衡关系遵循享利定律，即平衡曲线为直线，则式（ 9）为可用解析法解得填料层高度的计算式，亦即可采用下列平均推动力法计算填料层的高度或 液相传质单元高度：V sL C AI _ C A2K LaS ~ C AmN L —H LsLK L aS C A 1dC ASC A -C A(9)(11)式中卫C A.m为液相平均推动力，即M w ------- 水的摩尔质量，kg kmolE ――二氧化碳在水中的享利系数（见化工原理下册第78页），Pa 。
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，亦即k© = K L a =乞hS四、实验装置：1. 实验装置主要技术参数：填料塔：玻璃管内径 D = 0.050m 塔高1.00m 内装© 10X 10mm 瓷拉西环;填料层高度Z = 0.78m ； 风机：XGB-12型550W ;二氧化碳钢瓶1个；减压阀1个（用户自备）。
流量测量仪表：CO 转子流量计型号LZB-6 流量范围0.06〜0.6m 3/h ;空气转子流量计：型号LZB-10流量范围0.25〜2.5m 3/h ; 吸收水转子流量计：型号LZB-10流量范围16〜160 L /h ;解吸水转子流量计： 型号LZB-10流量范围16〜160 L /h浓度测量：吸收塔塔底液体浓度分析准备定量化学分析仪器（用户自备） ； 温度测量：PT100铂电阻，用于测定测气相、液相温度。
C AmCA1--C A2 (C A1 ~'C A1)~'(C A2 ~'C A2)In匚 C A.1 -C A2C CA1A1In(13)其中：C AI = H pA1 =Hy 1 p 0C A 2 二 Hp A2 二 Hy 2 P o , P o 为大气压。
氧化碳的溶解度常数:(14)式中：6 ――水的密度,kg m‘;(15)2.二氧化碳吸收与解吸实验装置流程示意图（见图四）17图四二氧化碳吸收与解吸实验装置流程示意图I-C02流量计；2- CO2瓶减压阀；3- CO2钢瓶；4-吸收用空气流量计；5-吸收用气泵；6、8-喷头；7、19-水箱放水阀；9-解吸塔；10-解吸塔塔底取样阀；II-解吸液储槽；12、15- U型管液柱压强计；13-吸收液流量计；14-解吸液液泵；16-吸收液储槽；17-吸收塔；18-吸收塔塔底取样阀；20-解吸液流量计；21-吸收液液泵；22-空气流量计；23-空气旁通阀；24-风机3•实验仪表面板图（见图五）液相温度（°O吸收水气泵解吸水凤#1O O总电源开关图五实验装置面板图五、实验方法及步骤：1.测量吸收塔干填料层（△ P/Z）〜u关系曲线（只做解吸塔）：打开空气旁路调节阀5至全开，启动风机。
打开空气流量计，逐渐关小阀门5的开度，调节进塔的空气流量。
稳定后读取填料层压降△P即U形管液柱压差计11的数值，然后改变空气流量，空气流量从小到大共测定8-10组数据。
在对实验数据进行分析处理后，在对数坐标纸上以空塔气速u为横坐标，单位高度的压降△ P/Z为纵坐标，标绘干填料层（△ P/Z）〜u关系曲线。
2.测量吸收塔在喷淋量下填料层（△ P/Z）〜u关系曲线：将水流量固定在104L/ h （水流量大小可因设备调整），米用上面相同步骤调节空气流量，稳定后分别读取并记录填料层压降厶P、转子流量计读数和流量计处所显示的空气温度，操作中随时注意观察塔内现象，一旦出现液泛，立即记下对应空气转子流量计读数。
根据实验数据在对数坐标纸上标出液体喷淋量为100L/h时的（△P/z）〜u?关系曲线，并在图上确定液泛气速，与观察到的液泛气速相比较是否吻合。
3.二氧化碳吸收传质系数测定：吸收塔与解吸塔（水流量控制在40L/h ）（1）打开阀门5,关闭阀门9、13（2）启动吸收液泵2将水经水流量计14计量后打入吸收塔中，然后打开二氧化碳钢瓶顶上的针阀20，向吸收塔内通入二氧化碳气体（二氧化碳气体流量计15 的阀门要全开），流量大小由流量计读出，控制在0.2m3/h左右。
（3）吸收进行15分钟后，启动解吸泵2,将吸收液经解吸流量计7计量后打入解吸塔中，同时启动风机，利用阀门5调节空气流量（约0.5 m/h）对解吸塔中的吸收液进行解吸。
（4）操作达到稳定状态之后，测量塔底的水温，同时取样，测定两塔塔顶、塔底溶液中二氧化碳的含量。
（实验时注意吸收塔水流量计和解吸塔水流量计数值要一致，并注意解吸水箱中的液位，两个流量计要及时调节，以保证实验时操作条件不变）（5）二氧化碳含量测定用移液管吸取Ba（OH 2溶液10mL放入三角瓶中，并从塔底附设的取样口处接收塔底溶液10 mL，用胶塞塞好振荡。
溶液中加入2〜3滴酚酞指示剂摇匀，用0.1M的盐酸滴定到粉红色消失即为终点。
按下式计算得出溶液中二氧化碳浓度：2CBa(OH )2VBa(OH )2—CHClVHCl2V溶液六、实验注意事项：1.开启CO总阀门前，要先关闭减压阀，阀门开度不宜过大。
2.实验中要注意保持吸收塔水流量计和解吸塔水流量计数值一致，并随时关注水箱中的液位。
3.分析CO浓度操作时动作要迅速，以免CO从液体中溢出导致结果不准确。
C CO2mol L_1七、实验数据记录1•实验装置填料塔流体力学性能测定（干填料）解吸塔2•实验装置填料塔流体力学性能测定（湿填料）3•实验装置填料吸收塔传质实验数据4.氢氧化钡及盐酸浓度标定盐酸浓度标定氢氧化钡浓度标定八、实验数据处理1 •实验数据计算及结果：实验数据计算过程（以一组数据为例）。
实验数据计算示例（1）填料塔流体力学性能测定（以解吸填料塔干填料数据为例）转子流量计读数0.5m 3/h ;填料层压降U 管读数2.0 mmHO空塔气速：u 二3600 (兀 /4)■ D2单位填料层压降： 号Z =2/0.78=2.6 (mm 2O/m (2)传质实验CO 2转子流量计读数0.200 (m /h )、CO 2转子流量计处温度16.1 「C) 16.1 C 下二氧化碳气体密度「2=1.976 Kg/m 3△吸收液浓度计算则CO 的溶解度常数为:=(0.50.07 (m/s )3600 (二 /4) 0.0502CO 2 实际流量 V C O 2=0.200P-Airp1204=0.156 (m /h )1.976空气转子流量计读数 3V Air =0.500 (m /h )吸收液消耗盐酸体积 V i =30.10 ml ，则吸收液浓度为:C A12C Ba(OH)2V Ba(OH)2一 C HC V H CI2V 溶液2 0,17982 10-0,111 30^=0.01277 (kmol/m 3)2 10△吸收剂二氧化碳浓度计算因纯水中含有少量的二氧化碳，所以纯水滴定消耗盐酸体积 V=32.3ml ，则塔顶水中CO 浓度为:2CBa(OH)2VBa(OH)2 一 CHCI VHCIC A 22V2 0'17982 1^0J11 323=0.00056 (kmol/m )2 10△塔底的平衡浓度计算塔底液温度t =7.9 C,由附录可查得CO 亨利系数 E=0.9735 X 105KPaH 二丄丄=空0 —1—M w E 18 0.9735 108-7 _3 =5.706 X 10 ( kmol m Pa )塔底混和气中二氧化碳含量：y 1=盘乞=0.238*7 3C A1 = HX P Ai =HX y i X P o =5.7 X 10-X 0.238 X 101325=0.013759(kmol/m )△塔顶的平衡浓度计算 由物料平衡得塔顶二氧化碳含量L(C A2- C A1)=V(y 1-y 2)40 IC 、 ( ) (0.01277 -0.00056)y 2=y- L (CA2 一 CA 1)=0.238- -I 000=0.216V(空)22.4C A2 = HX P A 2=HX y 2X P o =5.7O6 X 10-7 X 0.2161 X 101325=0.012493 ( kmol/m 3)△液相平均推动力计算(0.0137 - 0.00056)- (0.016521 - 0.01277)i 0.0137-0.00056In0.01249 -0.01277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，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4^10^/3600(0.01277-0.00056) …—，、=2=0.0049 (m/s)0.8 3.14 (0.050) /4 0.0049实验结果列表如下：表一实验装置填料塔流体力学性能测定（干填料）干填料时厶P/Z 〜u 关系测定L=0 填料层高度Z=0.78m 塔径 D=0.05m序号填料层压强降mmtO 单位高度填料层 压强降 mmtO/m空气转子流量 计读数m/h空塔气速m/s1 n2 2.6 0.5 0.07 2 4 5.1 1 0.143 7 9.0 1.5 0.21 4亍1316.7 2 0.28 5 1620.52.50.35= C Am = -C A1— -C A2ACA 2(C A2 - CA2) - (CA1 - CA1)InCA2CA2*CA1 _ CA1k i a = K L aV s L hSC A1 CA2-C Am=0.0044(kmol/m表三：实验装置填料吸收塔传质实验技术数据表2•作图在对数坐标纸上以空塔气速u为横坐标，P Z为纵坐标作图，标绘P Z〜u关系曲线。