二氧化碳吸收与解吸实验
二氧化碳在有机胺中吸收及解吸动力学研究
二氧化碳在有机胺中吸收及解吸动力学研究
二氧化碳在有机胺中的吸收和解吸动力学研究是一个重要的研究课题，它可以为我们提供有关二氧化碳在有机胺中的吸收和解吸行为的重要信息。
二氧化碳在有机胺中的吸收和解吸动力学研究主要是研究二氧化碳在有机胺中的吸收和解吸行为，以及它们之间的相互作用。
研究表明，二氧化碳在有机胺中的吸收和解吸行为受到温度、压力和有机胺结构的影响。
此外，研究还表明，二氧化碳在有机胺中的吸收和解吸行为受到有机胺的类型和浓度的影响。
在不同的温度和压力条件下，有机胺的类型和浓度会对二氧化碳的吸收和解吸行为产生重要影响。
最后，研究还表明，二氧化碳在有机胺中的吸收和解吸行为受到有机胺的活性和结构的影响。
有机胺的活性和结构会影响二氧化碳在有机胺中的吸收和解吸行为，从而影响二氧化碳的吸收和解吸速率。
二氧化碳吸收实验
式中： —液相中A组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa；
—气相中A组分的实际分压所要求的液相平衡浓度， ；
—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， ；
-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， 。
若气液相平衡关系遵循享利定律： ，则：
（5）
（6）
P2=PA2CA2，FL
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。
二氧化碳吸收实验
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 （1）
液膜 （2）
式中： —A组分的传质速率， ；
液相平均推动力为: 的计算：
= =0.0008（kmol/m3）
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
= =0.0669m/s
实验结果列表如下：二氧化碳在水中的亨利系数(见表1)
（3）吸收进行15分钟并操作达到稳定状态之后，测量塔底吸收液的温度，同时在塔顶和塔底取样，测定吸收塔顶、塔底溶液中二氧化碳的含量。
（4）二氧化碳含量测定
用移液管吸取0.1M左右的Ba（OH）2标准溶液10mL，放入三角瓶中，并从取样口处接收塔底溶液10mL，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左右的盐酸标准溶液滴定到粉红色消失即为终点。
2.测量吸收塔在喷淋量下填料层( )～u关系曲线：
将水流量固定在100L／h左右（水流量大小可因设备调整），采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△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（ ）～u关系曲线（见图2），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。
二氧化碳的吸收
⼆氧化碳的吸收⼆氧化碳的吸收背景：载⼈航天器密封舱，航天员在其中⽣活会不断产⽣CO2，其对⼈体的伤害尤为显著，其中最主要的危害就是刺激⼈的呼吸中枢，致使呼吸急促，进⼀步导致烟⽓吸⼊量的增加，并且还会引起头痛、神志不清等症状。
我们知道，⼈在流动的空⽓中总会感觉神清⽓爽，不会有不适感觉，那是因为新鲜空⽓中CO2所占的⽐例约为0.03%，但是如果处在空⽓流动不畅的室内，就会消耗⼀部分空⽓中的氧⽓，进⽽产⽣⼤量⼆氧化碳，从⽽导致处于这种环境中的⼈员显现出程度各异的中毒症状，严重的时候可能致⼈死亡。
因此航天器座舱内的CO2浓度必须低于⼀定的数值才能保证航天员的正常⽣存。
故载⼈舱内必须有CO2去除装置除去多余的CO2。
⽽在我们⼩组设计的处理CO2的系统中，我们认为CO2时时刻刻都在产⽣，但当其含量较少时，不会对⼈体造成⼤的伤害，即处理CO2的系统没有必要时刻进⾏反应，故在反应之前，应先对其进⾏吸附浓缩，当浓度传感器测得吸收系统的CO2浓度达到预设值时，开始启动后续系统，以保证反应的⾼效性。
⽅法：采⽤⽤固态胺吸附CO2，在解吸并将CO2聚集。
再⽣固态胺的⽅法是⼀种较为折衷的⽅案，简便易⾏。
原理：固态胺树脂为球形多孔介质，内部有许多微孔，⽐表⾯积很⼤。
树脂中的微孔使得它有很强的吸附能⼒，能够吸附空⽓中的各种成份。
但因为CO2能够和固态胺产⽣反应，所以吸附CO2的能⼒强于空⽓中的其它成分；⽽⽔蒸⽓的饱和压⼒⽐较低，容易在树脂的微孔中冷凝，也容易被吸附。
因此只考虑树脂对这两种成份的吸附。
吸附⼆氧化碳的固态胺是引⼈胺基的树脂，属弱碱性阴离⼦交换树脂。
吸附原理是固态胺与⽔反应⽣成胺的⽔合物，再与⼆氧化碳反应⽣成碳酸氢盐。
综合反应：-++?++322222HCO NH R O H NH R CO 在没有⽔的条件下也可以发⽣反应，但吸附量要少。
固态胺与CO2的反应是可逆的，正向反应放热，逆向反应吸热。
⼀般吸附温度应控制在20～30℃。
CO2吸收填料塔实验
实验八 二氧化碳吸收填料塔实验一、实验目的⒈ 了解填料吸收塔的结构和流体力学性能。
⒉ 学习填料塔的液膜传质膜系数、总传质系数的测定方法，加深对传质过程原理的理解。
二、实验内容1．测定填料层压强降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。
2．采用水吸收二氧化碳，测定填料塔的液膜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，不同喷淋量下的填料层的压强降ΔP 与气速u 的关系如图8-1所示：图8-1 填料层的ΔP ～u 关系当无液体喷淋即喷淋量L 0=0时，干填料的ΔP ～u 的关系是直线，如图中的直线0。
当有一定的喷淋量时，ΔP ～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ΔP ～u 关系分为三个区段：恒持液量区、载液区与液泛区。
2．传质系数填料塔在传质过程的有关单元操作中，应用十分广泛，实验研究传质过程的控制步骤，测定传质膜系数和总传质系数，尤为重要。
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 -= （8－1） 液膜 )(A Ai l A C C A k G -= （8－2）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 kmolk g ——以分压表达推动力的气侧传质膜系数，112---⋅⋅⋅Pa s m kmol ; k l ——以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，1-⋅s m 。
P 2，F LP AP A +d PP 1A 。
二氧化碳吸收解吸流程模拟
二氧化碳吸收解吸流程模拟下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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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。
实验六吸收实验
实验六吸收实验1 实验目的（1）了解填料吸收塔的基本结构、性能和特点。
（2）练习并掌握填料塔操作方法。
（3）了解气体通过填料层的压降与流速及与喷淋密度的关系。
（4）学习并掌握总传质系数的测定方法。
（5）掌握操作条件对传质系数的影响规律。
2 基本原理2.1 填料塔流体力学特性气体通过干填料层时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。
在双对数坐标系中△P/Z对G＇作图得到一条斜率为1.8～2的直线（图1中的aa线）。
而有喷淋量时，在低气速时（c点以前）压降也比例于气速的1.8～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。
随气速增加，出现载点（图中c点），持液量开始增大。
图中不难看出载点的位置不是十分明确，说明气液两相流动的相互影响开始出现。
压降～气速线向上弯曲，斜率变徒（图中cd段）。
当气体增至液泛点（图中d点，实验中可以目测出）后在几乎不变的气速下，压降急剧上升，此时液相完全转为连续相，气相完全转为分散相，塔内液体返混和气体的液沫夹带现象严重，传质效果极差。
图6.1填料层压降～空塔质量流速关系图测定填料塔的压降和液泛气速是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜操作范围，选择合适的气液负荷。
实验可用空气与水进行。
在各种喷淋量下，逐步增大气速，记录必要的数据直至刚出现液泛时止。
但必须注意，不要使气速过分超过泛点，避免冲跑和冲破填料。
2.2 以液相为基准的总体积传质系数K Y a 的测定本实验考查水对于二氧化碳的吸收性能，对于水而言，二氧化碳属于难溶性气体，平衡常数m 值大，平衡线很陡，吸收过程传质阻力主要集中在液相，属于液相扩散控制过程（或液膜控制过程），因此，以液相为基准的总体积传质系数近似等于液相总体积传质系数，即：xa xaK k ≈ （6.1）式（6.1）中：K xa —以液相为基准的总体积传质系数，kmol/ (m 3·s)；k a —液相总体积传质系数，kmol/ m 3·s 。
吸收解吸开车操作
吸收解吸开车操作
3.1设定吸收剂（贫液）流量数值。
3.2确认贫液泵出口阀处于关闭状态，打开入口阀，启动贫液泵，逐渐打开出口阀。
3.3设定吸收液（富液）流量数值。
3.4待吸收液（富液）储罐液位超过1/3后，确认富液泵出口阀处于关闭状态，打开入口阀，启动富液泵，逐渐打开出口阀。
3.5设定解吸气流量数值，启动旋涡气泵。
3.6启动吸收气泵，将空气流量调节到1.5m3/h。
3.7打开二氧化碳钢瓶总阀门，缓慢调节二氧化碳减压阀到流量规定值。
吸收解吸开车操作
4.1首先关闭二氧化碳钢瓶总阀门，再关闭二氧化碳减压阀。
4.2停止吸收气泵。
4.3关闭贫液泵出口阀，停止贫液泵，关闭入口阀。
4.4停止旋涡气泵。
4.5待吸收液（富液）储罐液位低于1/3后，关闭富液泵出口阀，停止富液泵，关闭入口阀。
4.6 打开吸收液（富液）储罐泄液阀进行泄液，至罐内液位为零。
4.7打开解吸液（贫液）储罐泄液阀泄液，至罐内液位为零。
4.8关闭电源
釜式反应器开车操作
3.1备料：向原料罐和热水罐分别备料，液位超过2/3。
3.2进料：选择适宜的输送路线和进料方式，向反应器进料，液位不超过800mm。
3.3反应控制：通过仪表设定搅拌器频率，启动搅拌器；
设定热水罐温度不超过70 ，反应器温度设定低于热水罐温度。
通过热水罐热水、釜内加热器及冷凝水有效调节釜内温度达到设定值。
吸收(二氧化碳-水)实验讲义
ΔP , k P aL 0 =1填料吸收塔（CO 2-H 2O ）实验讲义一、 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。
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，不同喷淋量下的填料层的压强降ΔP 与气速 u 的关系如图 6-1—1 所示：L 3＞ L 2 ＞ L 132u ， m/s图 6-1—1 填料层的ΔP ～u 关系当无液体喷淋即喷淋量 L 0=0 时,干填料的ΔP ～u 的关系是直线，如图中的直线 0。
当有一定的喷淋量时，ΔP ～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ΔP ～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式中：G A —A 组分的传质速率， kmoI ⋅ s ；P A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气膜 G A = k g A （ p A - p Ai ） （6—1—7）液膜G A = k l A （C Ai - C A ) （6—1-8）-1A -两相接触面积,m 2;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 -2 ⋅ s -1 ⋅ Pa -1 ；k l —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数， m ⋅ s -1 .相 界 面 P 2 = P A2 C A2 ,F L浓 度P Ai C Aidh 气 液 距离 膜 膜P A +dP A C A +dC AP 1=P A 1 C A1，F L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 ；kmol ⋅ m ⋅ s ⋅ Pa ；= + （6-1-11）= + （6-1-12）dG A =F L式中：F L —液相摩尔流率， kmol ⋅ s ；ρL —液相摩尔密度， kmol ⋅ m 。
实验6-1 填料吸收塔实验
实验6-1 填料吸收塔实验一、实验目的⒈ 了解填料吸收塔的结构和流体力学性能。
⒉ 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. 固定入塔CO 2/空气混合气的浓度，在两个不同吸收液流量下，进行二氧化碳的吸收-解吸实验，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6-1-1所示：图6-1-1 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） 氨吸收实验氨吸收所用气体混合物中氨的浓度很低（摩尔比为0.02），所得吸收液的浓度也不高，可认为气-液平衡关系服从亨利定律，可用方程式mX Y =*表示。
又因是常压操作，相平衡常数m 值仅是温度的函数。
OG N 、OG H 、Ya K 、A ϕ可依下列公式进行计算mOG Y Y Y N ∆-=21 （6-1-1）2121ln Y Y Y Y m ∆∆-∆=∆ （6-1-2）OGOG N Z H =（6-1-3） Ω⋅=OG Ya H V K （6-1-4）121Y Y Y A -=ϕ×100% （6-1-5）式中：OG N ——气相总传质单元数，无因次；1Y 、2Y ——进、出口气体中溶质组分的摩尔比，()()B kmol A kmol ；m Y ∆——所测填料层两端面上气相推动力的平均值；2Y ∆、1Y ∆——分别为填料层上、下两端面上气相推动力（∆Y 1=Y 1-mX 1，∆Y 2=Y 2-mX 2，2X 、1X 分别为进、出口液体中溶质组分的摩尔比，()()S kmol A kmol ，m 为相平衡常数；Z ——填料层的高度，m ；OG H ——气相总传质单元高度，m ；Ya K ——气相总体积吸收系数，kmol /（m 3 · h ）； V ——空气的摩尔流率，kmol （B ）/ h ； Ω——填料塔截面积，m 2（24D π=Ω，D 为塔内径）；A ϕ——混合气中氨被吸收的百分率（吸收率），无因次。
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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：
u , m/s 0123L3L2L1
L0
=
＞＞0
图一 填料层的P～u关系
当液体喷淋量00L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
ΔP , kPa 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 )(AiAgAppAkG （1）
液膜 )(AAilACCAkG （2） 式中：AG—A组分的传质速率，1skmoI； A—两相接触面积，m2；
AP—气侧A组分的平均分压，Pa；
AiP—相界面上A组分的平均分压，Pa；
AC—液侧A 组分的平均浓度，3mkmol
AiC —相界面上A组分的浓度3mkmol
gk—以分压表达推动力的气侧传质膜系数，112Pasmkmol;
lk—以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，1sm。 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： )(AAGAppAKG （3）
)(AALACCAKG （4）
式中：Ap—液相中A组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa； AC—气相中A组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，3mkmol；
GK—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，112Pasmkmol；
LK-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
sm。
若气液相平衡关系遵循享利定律：AAHpC，则：
lgGHKkK111 （5）
lgLkkHK11 （6） P2=PA2 CA2 ，FL PA PAi CAi
CA PA CA
PA+d PA CA+dCA P1=PA1 CA1，FL 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，则相际传质过程式受气膜传质速率控制，此时，gGkK；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，lLkK。 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：
ALLAdCFdG （7a）
式中：LF——液相摩尔流率，1skmol； L——液相摩尔密度，3mkmol。
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： aSdhCCKdGAALA)( （7b）
联立上两式可得： AAALLLCCdCaSKFdh （8） 式中：a——气液两相接触的比表面积， m2·m-1； S——填料塔的横载面积，m2。 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
dh 相 界 面 距离 液 膜 气膜
浓度
CA 流率LF和摩尔密度L的比值，亦即液相体积流率LsV)(可视为定值，且设总传质系数KL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： 0h 2.AACC hh 1AACC
12AACCAAALsLCC
dC
aSKV
h （9）
令 aSKVHLsLL ，且称HL为液相传质单元高度（HTU）； 12AACCAAALCC
dCN，且称NL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 LLNHh （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：
AmAALsLCCCaSKVh
21 （11）
SKVhHhNLsLLL （12）
式中mAC.为液相平均推动力，即
2211221121.21ln)()(AAAAAAAAAAAAAm
CCCCCCCCCCInCCC
（13）
其中：1110AACHpHyp, 2220AACHpHyp，0P为大气压。 二氧化碳的溶解度常数：
EMHww1 13Pamkoml （14）
式中：w——水的密度， ;3mkg wM——水的摩尔质量， 1kmolkg ；
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，则液侧体积传质膜系数等于液相体积传质总系数，亦即
AmAAsLLlCCChSVaKak21 （15）
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：CO2转子流量计型号LZB-6 流量范围～0.6m3／h； 空气转子流量计：型号LZB-10 流量范围～2.5m3／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。
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- CO2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；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．实验仪表面板图(见图五) 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），采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△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 m3／h）对解吸塔中的吸收液进行解吸。