吸收解吸实验报告数据处理
(完整版)二氧化碳吸收与解吸实验
二氧化碳汲取与解吸实验一、实验目的1.认识填料汲取塔的构造、性能和特色，练习并掌握填料塔操作方法；经过实验测定数据的办理解析，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.掌握填料汲取塔传质能力和传质效率的测定方法，练习实验数据的办理解析。
二、实验内容1.测定填料层压强降与操作气速的关系，确立在必定液体喷淋量下的液泛气速。
2.固定液相流量和入塔混淆气二氧化碳的浓度，在液泛速度下，取两个相差较大的气相流量，分别丈量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积汲取总系数）。
3.进行纯水汲取二氧化碳、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：气体经过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，气体经过填料层压强降的大小决定了塔的动力耗费。
压强降与气、液流量均相关，不同样样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：L 3＞ L 2＞ L 1aPk,P32L 0 = 01u , m/s图一填料层的P ～u关系当液体喷淋量 L00 时，干填料的P ～u的关系是直线，如图中的直线0。
当有必定的喷淋量时，P ～u的关系变为折线，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：汲取系数是决定汲取过程速率高低的重要参数，实验测定可获得汲取系数。
关于同样的物系及必定的设施（填料种类与尺寸），汲取系数跟着操作条件及气液接触状况的不同样样而变化。
1.二氧化碳汲取 - 解吸实验依据双膜模型的基本假定，气侧和液侧的汲取质 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 k l A(C Ai C A ) （2）式中： G A—A组分的传质速率， kmoI s 1；2A —两相接触面积， m；P A—气侧A组分的均匀分压，Pa；P Ai—相界面上A组分的均匀分压，Pa；C A—液侧A组分的均匀浓度， kmol m 3C Ai—相界面上A组分的浓度kmol m 3k g—以分压表达推进力的气侧传质膜系数，kmol m 2s 1Pa 1;k l—以物质的量浓度表达推进力的液侧传质膜系数，m s 1。
氧吸收解吸系数测定实验报告
氧吸收/解吸系数测定实验报告一、实验目的1、了解传质系数的测定方法；2、测定氧解吸塔内空塔气速与液体流量对传质系数的影响；3、掌握气液吸收过程液膜传质系数的实验测定方法；4、关联圆盘塔液膜传质系数与液流速率之间的关系； 4、掌握VOC 吸收过程传质系数的测定方法。
二、实验原理1) 吸收速率吸收是气、液相际传质过程，所以吸收速率可用气相内、液相内或两相间传质速率表示。
在连续吸收操作中，这三种传质速率表达式计算结果相同。
对于低浓度气体混合物单组分物理吸收过程，计算公式如下。
气相内传质的吸收速率：)(i y A y y F k N -=液相内传质的吸收速率：)(x x F k N i x A -=气、液相相际传质的吸收速率：)()(**x x F K y y F K N x y A -=-=式中：y ，y i ——气相主体和气相界面处的溶质摩尔分数；x ，x i ——液相主体和液相界面处的溶质摩尔分数； x *，y *——与x 和y 呈平衡的液相和气相摩尔分数；k x ，K x ——以液相摩尔分数差为推动力的液相分传质系数和总传质系数； k y ，K y ——以气相摩尔分数差为推动力的气相分传质系数和总传质系数； F ——传质面积，m 2。
对于难溶气体的吸收过程，称为液膜控制，常用液相摩尔分数差和液相传质系数表达吸收速率式。
对于易溶气体的吸收过程，称为气膜控制，常用气相摩尔分数差和气相传质系数表达吸收速率式。
本实验为一解吸过程，将空气和富氧水接触，因富氧水中氧浓度高于同空气处于平衡的水中氧浓度，富氧水中的氧向空气中扩散。
解吸是吸收的逆过程，传质方向与吸收相反，其原理和计算方法与吸收类似。
但是传质速率方程中的气相推动力要从吸收时的(y －y *)改为解吸时的(y *－y )，液相推动力要从吸收时的(x *－x )改为解吸时的(x －x *)。
2) 吸收系数和传质单元高度吸收系数和传质单元高度是反映吸收过程传质动力学特性的参数，是吸收塔设计计算的必需数据。
实验报告吸收实验
实验报告课程名称现代化学实验与技术(III)实验项目吸收实验一、实验目的1、了解填料吸收装置的基本流程及设备结构；2、掌握总传质系数的测定方法；3、了解气体空塔速度和喷淋密度对总传质系数的影响；4、了解气体空塔流速与压强降的关系；5、掌握实验流程图的正确表示法，正确掌握转子流量计的使用方法。
二、实验仪器吸收装置流程图1、水箱；2、排水阀；3、水泵；4、液体流量计；5、液体进口阀；6、液体温度计；7、气体流量计；8、气体进口阀；9、气体温度计；10、二氧化碳钢瓶；11、二氧化碳流量计；12、气体混合灌；13、进塔气体取样口；14、风机；15、风机旁路；16、喷淋头；17、填料层；18、液体再分布器；19、塔底液封；20、U型压差计；21、出塔气体取样口；22、气体出口阀；23、液体出口阀三、实验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，所以气体吸收实验常选择C O2作实验报告内容：一、实验目的二、实验仪器三、实验原理四、实验步骤五、实验数据和数据处理六、实验结果七、分析讨论八、思考题为溶质组分。
本实验采用水吸收空气中的CO2组分。
一般CO2在水中的溶解度很小，即使预先将一定量的C O 2气体通入空气中混合以提高空气中的CO 2浓度，水中的CO 2含量仍然很低，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理，并且此体系C O2气体的解吸过程属于液膜控制。
因此，本实验主要测定Kxa 和H OL 。
1、计算公式 填料层高度Z 为OL OL x x xaZN H xx dxK LdZ Z ⋅=-==⎰⎰*12式中：L ——液体通过塔截面的摩尔流量，kmol / (m 2·s)； K xa ——以△X 为推动力的液相总体积传质系数，kmol / (m 3·s)； H OL ——液相总传质单元高度，m ；N OL ——液相总传质单元数，无因次。
6吸收(解吸)实验
吸收装置流程图
2〕主要设备
（1）吸收塔：高效填料塔，塔径100mm，塔内装有金属丝网波纹规整 填料或θ环散装填料，填料层总高度2000mm.。塔顶有液体初始分 布器，塔中部有液体再分布器，塔底部有栅板式填料支承装置。 填料塔底部有液封装置，以避免气体泄漏。 （2）填料规格和特性： 金属丝网波纹填料：型号为JWB—700Y，填料尺寸为 φ100×100mm，比表面积700m2/m3。 θ环散装填料：
（3）转子流量计； 转子流量计；
条 介质 最大流量 空气 4m3/h 最小刻度 0.1 m3/h 标定介质 空气 20℃
件 标定条件 1.0133×105Pa 1.0133×
CO2 水
60 L/h 1000L/h
10 L/h 20 L/h
空气 水
20℃ 20℃
1.0133× 1.0133×105Pa 1.0133 （5）二氧化碳钢瓶； 气相色谱仪（型号：SP6800或SP2000）。 （6）气相色谱仪（型号：SP6800或SP2000）。
6.1.5 实验报告 1) 将原始数据列表。 2）在双对数坐标纸上绘图表示二氧化碳解吸时体积传质系 数、传质单 元高度与气体流量的关系。 3） 列出实验结果与计算示例。 6.1.6 思考题 1）．本实验中，为什么塔底要有液封？液封高度如何计算？ 2）．能否用自来水代替高位槽水？为什么？ 3）．测定Kxa有什么工程意义？ 4）．为什么二氧化碳解吸过程属于液膜控制？ 5）．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？
z = ∫ dZ =
0
A.计算公式 A.计算公式 填料层高度Z为 Z x dx L
K xa ∫x
1 2
xx
= H OL N OL
（1－33）
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：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 。
吸收与解吸实验
一、实验目的12 3 4二、实验原理㈠、吸收实验根据传质速率方程，在假定Kxa 低浓、难溶等] 条件下推导得出吸收速率方程：Ga=Kxa ·V ·Δx m 则： Kxa=Ga/(V ·Δx m )式中：Kxa ——体积传质系数 [kmolCO 2/m 3hr Ga ——填料塔的吸收量 [Kmol CO 2 V ——填料层的体积 [m 3] Δx m ——填料塔的平均推动力 1、Ga 的计算已知可测出：Vs[m 3/h]、V B [m 3/h]（可由色谱直接读出）Ls[Kmol/h]=Vs ×ρ水/M 水1011'29]/[ρρρρV M V h Kmol G B B B =⋅=⋅=空气 标定情况：T 0=273+20 P 0=101325 测定情况：T 1=273+t1 P 1=101325+ΔP 因此可计算出L S 、G B 。
又由全塔物料衡算：G a =Ls(X 1-X 2)=G B (Y 1-Y 2) 22211111y y Y y y Y -=-=且认为吸收剂自来水中不含CO 2，则X 2=0，则可计算出G a 和X 1 2、Δx m 的计算根据测出的水温可插值求出亨利常数E[atm]，本实验为P=1[atm] 则 m=E/Pmy x m y x x x x x x x x x x x x e e e e m 11221112221212ln ==-=∆-=∆∆∆∆-∆=∆㈡、解吸实验低浓、难溶等] Ga=K Y a ·V 则： K Y a=Ga/(V 式中：K Y a Ga V ΔY m 1、Ga 的计算已知可测出：y 2 ]/[h Kmol G B 标定情况：T 0 测定情况：T 1因此可计算出L S 、G B 。
又由全塔物料衡算：G a =Ls(X 1-X 2)=G B (Y 1-Y 2) 011222111=-=-=y y Y y y Y且认为空气中不含CO 2，则y 2=0；又因为进塔液体中X 1有两种情况，一是直接将吸收后的液体用于解吸，则其浓度即为前吸收计算出来的实际浓度X 1；二是只作解吸实验，可将CO 2用文丘里吸碳器充分溶解在液体中，可近似形成该温度下的饱和浓度，其X 1*可由亨利定律求算出：mm y x 1*1==则可计算出G a 和X 2 2、ΔY m 的计算根据测出的水温可插值求出亨利常数E[atm]，本实验为P=1[atm] 则 m=E/P11221112221212ln x m y x m y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y e e e e m ⋅=⋅=-=∆-=∆∆∆∆-∆=∆根据 e e Y y yy Y 换算成将-=1三、实验装置CO2：钢瓶中的CO2经根部阀、减压阀、针型调节阀，一路经流量计V CO2-1进入吸收塔；另一路经流量计V CO2-2进入文丘里吸碳器与饱和罐中的循环水充分混合可形成饱和CO2水溶液。
氧吸收解吸系数测定实验报告
氧吸收解吸系数测定实验报告
实验名称：氧吸收解吸系数测定实验
实验日期：2020年8月20日
实验目的：
1.了解氧吸收解吸系数；
2.掌握氧吸收解吸系数的测定方法。
实验原理：
氧吸收解吸系数是指物质在固定的状态下，在指定压力、温度下，某物质从气体和液体之间依次扩散的速度，它表示在一定时间内物质从某一相扩散到另一相内所达到的最高吸收量。
实验材料：
1.精制空气；
2.普通空气；
3.实验水槽；
4.湿布；
5.温度检测管；
6.压力表；
7.解吸装置；
实验过程：
1.将水槽中的湿布放入实验管；
2.在实验管内测量温度，调节温度到预定温度；
3.在实验管内调节压力，调节压力到预定压力；
4.调节精制空气流量到预定流量；
5.调节普通空气流量到预定流量；
6.实验时间内，将空气经过湿布，调节解吸装置，将气体收集到容器中；
7.重复以上步骤，测试不同温度和压力下的氧吸收解吸系数；
实验结果：
温度压力收集量氧吸收解吸系数
20℃ 0.2MPa 0.43g/L 0.07
20℃ 0.5MPa 1.2g/L 0.20
20℃ 0.8MPa 2.15g/L 0.35
30℃ 0.2MPa 0.51g/L 0.09
30℃ 0.5MPa 1.54g/L 0.25
30℃ 0.8MPa 2.67g/L 0.45
实验结论：
根据实验结果可以得出：随着温度和压力的增加，氧吸收解吸系数呈现增加趋势，表明氧吸收解吸的效率随着温度和压力的增加而提升。
吸收解析操作实训报告
#### 一、实训背景随着我国工业的快速发展，化工生产过程中的吸收解析操作日益重要。
为了提高学生们的实践操作能力和理论知识水平，我们开展了吸收解析操作实训。
本次实训旨在让学生掌握吸收解析的基本原理、操作方法以及设备使用技巧。
#### 二、实训目的1. 理解吸收解析的基本原理和过程。
2. 掌握吸收解析设备的操作方法。
3. 培养学生严谨、细致的实验态度和团队协作精神。
#### 三、实训内容本次实训主要包括以下内容：1. 吸收解析原理讲解。
2. 吸收解析设备操作培训。
3. 吸收解析实验操作。
#### 四、实训过程1. 吸收解析原理讲解实训老师首先讲解了吸收解析的基本原理，包括吸收剂的选择、吸收塔的结构、操作条件对吸收解析效果的影响等。
通过理论讲解，学生们对吸收解析有了初步的认识。
2. 吸收解析设备操作培训接着，实训老师对吸收解析设备进行了详细的介绍，包括吸收塔、解吸塔、填料、泵、阀门等。
在实训老师的指导下，学生们熟悉了设备的操作方法，了解了各个部件的功能。
3. 吸收解析实验操作（1）实验准备实验前，学生们按照实验要求准备好实验材料，包括吸收剂、气体、实验仪器等。
实验过程中，严格按照操作规程进行，确保实验安全。
（2）实验步骤1. 启动吸收塔，调整气体流量和液体喷淋量。
2. 观察吸收塔内气液两相的接触情况，确保吸收效果。
3. 记录实验数据，包括气体流量、液体流量、气体成分、液体成分等。
4. 根据实验数据，分析吸收效果，调整操作参数。
（3）实验总结实验结束后，学生们对实验数据进行整理和分析，总结了实验过程中遇到的问题和解决方法。
通过对比不同操作参数对吸收效果的影响，进一步加深了对吸收解析原理的理解。
#### 五、实训结果与分析1. 实验结果显示，在合适的操作条件下，吸收塔的吸收效果良好，气体中的目标组分得到了有效去除。
2. 通过实验，学生们掌握了吸收解析设备的操作方法，提高了实验技能。
3. 实验过程中，学生们培养了严谨、细致的实验态度和团队协作精神。
氧解吸实验报告1
氧解吸实验报告1一、实验目的：1、掌握氧解吸法气体吸附技术的原理和操作方法。
2、测定微孔材料的比表面积。
3、通过本实验，了解气体吸附实验技术的基本特点和原理，并学会分析和处理实验数据。
二、实验原理：当气体分子与固体表面接触时，分子势能发生变化，分子分散力弱化，发生与液体表面相同的吸引作用，这种作用叫做吸附作用。
气体吸附在固体表面上的化学、物理及其他性质的差异，可用不同的实验技术来检测和研究。
在常温常压下，氧气被准备好的样品吸收到孔内，被吸附到样品孔内。
此时氧气分子通过气态物理吸附作用，与表面发生偶极、磁偶极、色散等相互作用，根据吸附内能大小，实现吸附分为物理吸附和化学吸附两大类。
根据仪器所使用的吸附温度范围划分吸附分为低温吸附和高温吸附两大类。
低温吸附又称孔隙吸附，高温气相吸附。
孔隙吸附是指温度在77K以下时，在绝大多数低温吸附剂表面上的表现出的现象，常常用来研究吸附剂的孔结构。
孔隙吸附可分为毛细吸附和瞬间多分子层吸附。
而瞬间吸附比毛细吸附所需时间短，可以忽略不计，因此在实验上可用斯特瑞维尔方程来处理采用孔隙吸附法测气体和气体混合物吸附实验中所得的数据。
斯特瑞维尔方程式中，pi为相对饱和蒸气压，其值可由其他文献查得。
V为脱附柜体积的一半，即nitrogen gas纯氮体积，即可转换为具体的实验数据。
三、实验步骤：1、用微孔材料制备样品固体，称取0.10g±0.01g，摆于小特形脱附柜中，加热至50℃除去吸附在孔内的水分。
2、恢复脱附柜，根据实验计划记录实验条件，控制好实验过程中温度，时间等参数。
3、样品在液氮温下接触氮气使其充分吸收氮气，开动真空泵将孔内和柜内的氮气压降至一定值。
4、收集样品孔内气体脱附后的数据（在304kPa以上时收集脱附数据）。
5、依据实验条件计算氧气在样品中的比表面积。
4、实验结果：1、实验中计算得出氧气的比表面积为125.013m2/g。
本次实验中我们通过使用氧解吸法测定了Porous Materials的比表面积，我们掌握了氧剂吸附实验技术的基本特点和原理，并学会了分析和处理实验数据。
二氧化碳吸收与解吸实验汇总情况
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根本理论的理解,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. 进展纯水吸收二氧化碳、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 液体喷淋量00=L 时,干填料的P ∆～u 的关系是直线,如图当中的直线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、载液区与液泛区.传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率上下的重要参数,实验测定可获取吸收系数.对于一样的物系与一定的设备〔填料类型与尺寸〕,吸收系数随着操作条件与气液接触状况的不同而变化.根据双膜模型的根本假设,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 .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 〔3〕)(A A L A C C A K G -=*〔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 ；*A C —气相中A 组分的实际分压所要求的液相平衡浓度,3-⋅m kmol ；G K —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,112---⋅⋅⋅Pa s m kmol ；L K -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,1-⋅s m .假如气液相平衡关系遵循享利定律：A A Hp C =,如此：lg G HK k K 111+= 〔5〕 lg L k k H K 11+= 〔6〕P 2=P A2 C P A 浓度P AiC AiC A P A C AP A +d P A C A +dC AP 1=P A1 C A1,F L图二 双膜模型的浓度分布图图三 填料塔的物料衡算图当气膜阻力远大于液膜阻力时,如此相际传质过程式受气膜传质速率控制,此时,g G k K =；反之,当液膜阻力远大于气膜阻力时,如此相际传质过程受液膜传质速率控制,此时,l L k K =.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,如此由吸收质A 的物料衡算可得：A LLA dC F dG ρ=〔7a 〕式中：L F ——液相摩尔流率,1-⋅s kmol ；L ρ——液相摩尔密度,3-⋅m kmol .根据传质速率根本方程式,可写出该微分段的传质速率微分方程：aSdh C C K dG A A L A )(-=*〔7b 〕联立上两式可得： AA A L L L C C dCaS K F dh -⋅=*ρ 〔8〕式中：a ——气液两相接触的比外表积, m 2·m -1；S ——填料塔的横载面积,m 2.本实验采用水吸收纯二氧化碳,且二氧化碳在常温常压下溶解度较小,因此,液相摩尔流率L F 和摩尔密度L ρ的比值,亦即液相体积流率L s V )(可视为定值,且设总传质系数K L 和两相接触比外表积a,在整个填料层内为一定值,如此按如下边值条件积分式〔8〕,可得填料层高度的计算公式：⎰-⋅=*12A A C C AA AL sL C C dC aS K V h 〔9〕 距离液 膜气膜C A令 aSK V H L sLL =,且称H L 为液相传质单元高度〔HTU 〕； ⎰-=*12A A C C AA AL CC dC N ,且称N L 为液相传质单元数〔NTU 〕.因此,填料层高度为传质单元高度与传质单元数之乘积,即L L N H h ⨯= 〔10〕假如气液平衡关系遵循享利定律,即平衡曲线为直线,如此式〔9〕为可用解析法解得填料层高度的计算式,亦即可采用如下平均推动力法计算填料层的高度或液相传质单元高度：AmA A L sL C C C aS K V h ∆-⋅=21 〔11〕 SK V hH h N L sLL L α==〔12〕 式中m A C .∆为液相平均推动力,即2211221121.21ln )()(A A A A A A A A A A A A AmC C C C C C C C C C In C C C -----==∆∆∆-∆=∆**** 〔13〕 其中：1110A A C Hp Hy p *==, 2220A A C Hp Hy p *==,0P 为大气压.二氧化碳的溶解度常数：EM H ww1⋅=ρ13--⋅⋅Pa m koml 〔14〕 式中：w ρ——水的密度, ;3-⋅m kgw M ——水的摩尔质量, 1-⋅kmol kg ；E ——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,如此液侧体积传质膜系数等于液相体积传质总系数,亦即AmA A sL L l C C C hS V a K a k ∆-⋅==21 〔15〕 四、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φ10×10mm 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 23／h ；3／h ；吸收水转子流量计： 型号LZB-10 流量X 围16～160 L ／h ； 解吸水转子流量计： 型号LZB-10 流量X 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. 2.二氧化碳吸收与解吸实验装置流程示意图<见图四>图四二氧化碳吸收与解吸实验装置流程示意图1- CO 2流量计；2- CO 2瓶减压阀；3- CO 2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；11- 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．实验仪外表板图<见图五>图五 实验装置面板图五、实验方法与步骤：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.在对实验数据进展分析处理后,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〕,采用上面一样步骤调节空气流量,稳定后分别读取并记录填料层压降△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拟是否吻合.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、13.3/h左右.〔3〕吸收进展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 m3／h〕对解吸塔中的吸收液进展解吸.〔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,两个流量计要与时调节,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.溶液中参加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：六、实验须知事项：2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.2浓度操作时动作要迅速,以免CO2从液体中溢出导致结果不准确.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．实验数据计算与结果: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〕3/h ； 填料层压降U 管读数2.0 mmH 2O空塔气速：07.0050.0)4/36005.024/36002=⨯⨯⋅⨯=ππ（＝）（D Vu 〔m/s 〕 单位填料层压降：6.278.0/2=∆＝Z P 〔mmH 2O/m 〕〔2>传质实验CO 2转子流量计读数0.200〔m 3／h 〕、CO 2转子流量计处温度 16.1〔℃〕 ℃下二氧化碳气体密度2co ρ Kg/m 3CO 2实际流量V CO22co Air ρρ=976.1204.1〔m 3／h 〕 空气转子流量计读数V Air =0.500 〔m 3／h 〕 △吸收液浓度计算吸收液消耗盐酸体积V 1=30.10 ml,如此吸收液浓度为：=1021.30111.01017982.02⨯⨯⨯⨯－=0.01277<kmol/m 3>△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,如此塔顶水中CO 2浓度为：=1023.32111.01017982.02⨯⨯-⨯⨯ <kmol/m 3>△塔底的平衡浓度计算℃,由附录可查得CO 2×105 KPa 如此CO 2的溶解度常数为：E M H ww 1⨯=ρ=8109735.01181000⨯⨯×10-7〔13--⋅⋅Pa m kmol 〕 塔底混和气中二氧化碳含量： y 1=5.0156.0156.0+＝*1A C H ×P A1=H ×y 1×P 0×10-7××101325=0.013759〔kmol/m 3〕△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>y 2=y 1- VC C L A A )(12-⨯)4.225.0()00056.001277.0()100040(-⨯*2A C = H ×P A2=H ×y 2×P 0×10-7××〔kmol/m 3〕△液相平均推动力计算01277.001249.000056.00137.0ln)01277.0016521.0()00056.00137.0(----- = 0.0044<kmol/m 3>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,如此液侧体积传质膜系数等于液相体积传质总系数,即=0049.0)00056.001277.0(4/)050.0(14.38.03600/104023-⨯⨯⨯⨯-=0.0049 <m/s> 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〕表二 实验装置填料塔流体力学性能测定〔湿填料〕表三：实验装置填料吸收塔传质实验技术数据表.在对数坐标纸上以空塔气速u 为横坐标,Z P ∆为纵坐标作图,标绘Z P ∆～u 关系曲线.图六 实验装置Z P ∆～u 关系曲线图九、附录二氧化碳在水中的亨利系数 E ×10-5,kPa。