二氧化碳吸收与实验
二氧化碳吸收实验装置
说明书
天津大学化工基础实验中心
2015．04
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。 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-1 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 kmol Ai C —相界面上A 组分的浓度3-?m kmol
g 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 。
若气液相平衡关系遵循享利定律：A A Hp C =，则：
l
g G HK k K 1
11+
= （5） l
g L k k H K 11+= （6）
P 2=P L
A
P A +d P A C A +dC A
P 1=P A1 C A1，F L
图-2 双膜模型的浓度分布图 图-3 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，g G 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 =。
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：
A L
L
A 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 。
根据传质速率基本方程式，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： A
A A L L L C C dC
aS K F dh -?=
*ρ （8）
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 2。
本实验采用水吸收二氧化碳与空气的混合物中的二氧化碳气体，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：
0=h 2.A A C C = h h = 1A A C C =
?-?=*
12A A C C A
A A
L sL C C dC aS K V h （9） 令 aS
K V H L sL
L =
，且称H L 为液相传质单元高度（HTU ）； ?
-=*1
2A A C C A
A A
L C
C 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）
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：
Am
A A L sL C C C aS K V h ?-?=
2
1 （11）
S
K V h
H h N L sL
L L α=
=
（12） 式中m A C .?为液相平均推动力，即
2
211221121.21ln )()(A A A A A A A A A A A A Am
C 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：
E
M H w
w
1
?
=
ρ 13--??Pa m koml （14） 式中：w ρ——水的密度， ;/3m kg
w M ——水的摩尔质量， 1-?kmol kg ；
E ——二氧化碳在水中的享利系数，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
Am
A A sL L l C C C hS V a K a k ?-?=
=21 （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 ＝0.95m ； 风机：XGB-12型 550W ； 二氧化碳钢瓶和二氧化碳气瓶减压阀1个（用户自备）。
流量测量仪表：
CO 2转子流量计型号LZB-6 流量范围0.06～0.6 m 3／h ； 空气转子流量计：型号LZB-10 流量范围0.25～2.5 m 3／h ； 水转子流量计： 型号LZB-10 流量范围16～160 L ／h ；
解吸收塔空气转子流量计：型号LZB-10 流量范围0.25～2.5 m 3／h ；
解吸收塔水转子流量计：型号LZB-6 流量范围6～60 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-4)
图-4二氧化碳吸收与解吸实验装置流程示意图
1- CO
2钢瓶；2- CO
2
瓶减压阀；3- 吸收用气泵；4-吸收液水泵；5- 解吸液水泵；6-风机； 7- 空气旁通阀；8、9-U型管压差计；
F1- 空气流量计；F2-CO
2
流量计；F3-吸收液流量计；F4-解吸用空气流量计；F5- 解吸液体流量计；V1-V19—阀门；T1-解吸气体温度；
T2-吸收液体温度。
3．实验仪表面板图(见图-5)
图-5 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7至全开，启动风机6。打开空气流量计F4下的阀门,逐渐关小阀门7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9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（△P／z）～u?关系曲线（见图2A ），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：
（1）打开阀门V7、V11，其余所以阀门全部关闭。
（2）启动吸收液泵4将水经水流量计F3计量后打入吸收塔中，启动气泵3用阀门V1调节空气流量为指定值，按二氧化碳与空气的比例在10—20%左右计算出二氧化碳的空气流量。打开二氧化碳钢瓶顶上的减压阀2，向吸收塔内通入二氧化碳气体，流量大小由流量计F2读出。
（3）启动解吸泵5，将吸收液经解吸流量计F5计量后打入解吸塔中，同时启动风机，利用阀门7 调节空气流量对解吸塔中的吸收液进行解吸。解吸塔水流量应与吸收液流量一致。
（4）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，同时用V6和V16取样品，测定吸收塔顶、塔底溶液中二氧化碳的含量。 （5）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 左右的盐酸标准溶液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：
溶液
－V V C V C C HCl
HCl OH Ba OH Ba CO 222)()(22=
1-?L mol
六、实验注意事项：
1.开启CO 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。两个流量计要及时调节，以保证实验时操作条件不变。
3.分析CO 2浓度操作时动作要迅速，以免CO 2从液体中溢出导致结果不准确。 七、实验数据记录及处理：
1．实验数据计算及结果（以实验中表1所取得数据的第2组数据为例）: （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2mmH 2O 空塔气速：
07.0050
.0)4/(36005
.02
4/36002
=??=
??=
ππD V
u ）（（m/s ）
单位填料层压降2.290.0/2==?＝Z
P
（mmH 2O/m ）
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1 第一套实验装置 Z P ?～u 关系曲线图
图2 第二套实验装置 Z P ?～u 关系曲线图
（2）传质实验参考数据（以吸收塔的传质实验为例）： 液体流量L=80 （l/h ） ·y 1、Y 1的计算：
CO 2转子流量计读数V CO2 =0.2（m 3/h ） CO 2实际流量V CO2实 =
1.85
1.204
0.2=0.162（m 3/h ） 空气转子流量计读数V Air =0.8（m 3/h ）
Air CO221V V +=
CO V y =8.00.162162
.0+=0.168
Air 21V Y CO V =
=8
.0162
.0=0.202 ·1A C 的计算：
塔顶吸收液空白分析2)(OH Ba C =0.0906、2)(OH Ba V =10 ml 、
HCL C =0.1379、HCL V =11.90 ml
C
空白
V V C V C HC HC OH Ba OH Ba 22l
l 2)()(2-=
=0
2290
.111379.0100906.02??-?? =0.00427 （kmol/m 3）
塔底吸收液分析HCL V =10.80 ml
=1C 0
2280
.101379.0100906.02??-?? =0.008067 （kmol/m 3）
1A C =-1C C 空白=0.008067-0.00427
=0.003797（kmol/m 3） ·y 2、Y 2的计算：
L ×（1A C -2A C ）= V Air ×（Y 1 -Y 1）
Air
2112V )
(y A A C C L y -?-
=
=22.4
0.8)0003797.0(100080168.0-?-=0.1608
222y -1y Y =
=1608
.0-11608
.0=0.1916
·2A C 的计算：
吸收液中CO 2在水中的含量极低，忽略不计2A C ≈0。 ·1*A C
、
2*A C 的计算：
塔底液温度t =7℃查得CO 2亨利系数: E=0.946×108 Pa 则CO 2的溶解度常数为：E M H w
w 1?
=
ρ=710
9.461181000?? = 5.89×10-7 13--??Pa m kmol
塔顶和塔底的平衡浓度为：
1110A A C Hp Hy p *
==
=5.89×10-7×0.168×101325 =0.01002 （mol/l ）
2220A A C Hp Hy p *====5.89×10-7×0.160×101325 = = 0.00954 (mol/l)
1*11A A A C C C -=?=0.01002-0.003797=0.00622（kmol/m 3）
2*22A A A C C C -=?=0.00954-0=0.00954（kmol/m 3）
2
211221121.21ln )()(A A A A A A A A A A A A Am
C C C C C C C C C C In C C C -----==???-?=?**
*
* 液相平均推动力为: Am C ?的计算：
2
1
.21A A A A Am C C In
C C C ???-?=
?=0.0095400622.0ln 0954
0.006220.0-= 0.0078 （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，则液侧体积传质膜系数等于液相体积传质总系数，即
Am
A A sL L l C C C hS V a K a k ?-?=
=2
1 =00078.0)
0037970.0(4/)05.0(14.395.03600/10802
3-????- =0.0058 m/s
二氧化碳在水中的亨利系数 (见表4)
表9 二氧化碳在水中的亨利系数 E ×10-5，kPa
表10 实验装置填料吸收塔传质实验技术数据表
最新浙江大学化工原理实验---填料塔吸收实验报告分析解析
实验报告 课程名称：过程工程原理实验（乙） 指导老师： 叶向群 成绩：__________________ 实验名称：吸收实验 实验类型：工程实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 填料塔吸收操作及体积吸收系数测定 1 实验目的： 1.1 了解填料吸收塔的构造并熟悉吸收塔的操作； 1.2 观察填料塔的液泛现象，测定泛点空气塔气速； 1.3 测定填料层压降ΔP 与空塔气速u 的关系曲线； 1.4 测定含氨空气—水系统的体积吸收系数K y a 。 2 实验装置： 2.1 本实验的装置流程图如图1： 专业： 姓名： 学号： 日期：2015.12.26 地点：教十2109
2.2物系：水—空气—氨气。惰性气体由漩涡气泵提供,氨气由液氮钢瓶提供，吸收剂水采用自来水，他们的流量分别通过转子流量计。水从塔顶喷淋至调料层与自下而上的含氮空气进行吸收过程，溶液由塔底经过液封管流出塔外，塔底有液相取样口，经吸收后的尾气由塔顶排至室外，自塔顶引出适量尾气，用化学分析法对其进行组成分析。 3 基本原理： 实验中气体流量由转子流量计测量。但由于实验测量条件与转子流量计标定条件不一定相同，故转子流量计的读数值必须进行校正。校正方法如下：
3.2 体积吸收系数的测定 3.2.1相平衡常数m 对相平衡关系遵循亨利定律的物系（一般指低浓度气体），气液平衡关系为： 相平衡常数m与系统总压P和亨利系数E的关系如下： 式中：E—亨利系数，Pa P—系统总压（实验中取塔内平均压力），Pa 亨利系数E与温度T的关系为： lg E= 11.468-1922 / T 式中：T—液相温度（实验中取塔底液相温度），K。 根据实验中所测的塔顶表压及塔顶塔底压差△p，即可求得塔内平均压力P。根据实验中所测的塔底液相温度T，利用式（4）、（5）便可求得相平衡常数m。 3.2.2 体积吸收常数 体积吸收常数是反映填料塔性能的主要参数之一，其值也是设计填料塔的重要依据。本实验属于低浓气体吸收，近似取Y≈y、X≈x。 3.2.3被吸收的氨气量,可由物料衡算 (X1-X2) 式中：V—惰性气体空气的流量，kmol/h；
探究实验设计之二氧化碳性质的探究
探究实验设计之二氧化碳性质的探究1．化学反应原理： ⑴一般情况下，二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧，二氧化碳的密度比空气大，是空气密度的1.5倍，故二氧化碳可以灭火。将二氧化碳倾倒入盛有高低不同的两支蜡烛的烧杯中，可见蜡烛由下而上依次熄灭。 ⑵二氧化碳能溶于水。在集满二氧化碳的塑料瓶中，加入水振荡，二氧化碳溶解，致瓶内压强变小而出现内陷现象。 ⑶二氧化碳能和水反应，生成碳酸。 碳酸能使湿润的紫色石蕊试纸变红色。 碳酸很不稳定，受热或浓度较高时易分解。 将变红色的石蕊试纸加热，试纸又变成紫色。 ⑷二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应，生成难溶性的碳酸钙而使溶液变浑浊。这是室验室检验二氧化碳的常用方法。 2．实验仪器：烧杯、塑料瓶、集气瓶、喷壶、试管等。 实验药品：二氧化碳、蜡烛、石蕊试纸、水、新配制的澄清石灰水等。 3．探究方案： ⑴用铁片弯成一个小阶梯，用酒精灯稍加热。将两支长短相同的蜡烛趁热按在铁片上，待冷却后，蜡烛即固定在铁片上了。将此置于烧杯中。手握集气瓶，将其中新收集的二氧化碳顺烧杯壁缓缓倾倒入烧杯同，可看到小蜡烛由下而上熄灭。如图17-1。由此说明二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧，密度比空气大。
做此实验时，收集的二氧化碳要尽可能满，尽可能纯净。集气瓶用较大的为宜。倾倒时要沿杯壁往下倒，太快上下蜡烛一道熄灭，太慢，下面的蜡烛熄灭了，上面的蜡烛还会继续燃烧。教师最好事先做几次，体验一下倾倒速度。以保证实验的成功。 ⑵用塑料瓶收集一瓶二氧化碳，倒入约三分之一体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。观察到塑料内陷。如图17-2。证明二氧化碳能溶于水。 ⑶用吸水性较好且有一度强度的纸折四朵小花，将其完全浸入石蕊试液中，取出晾干后，再浸入石蕊试液中，取出晾干。直到纸花变成明显的紫色为止。 向第一朵小花上喷稀醋酸（或稀盐酸等），纸花变红色。说明石蕊试液遇酸变红色； 向第二朵小花喷水，纸花不变色。说明水不能使石蕊变红色； 将第三朵纸花放入集满二氧化碳的集气瓶中。纸花也不变色，说明二氧化碳不能使石蕊变色。 第四朵纸花先喷水湿润，再放入集满二氧化碳的集气瓶中。纸花变红色。说明此时有酸存在，是二氧化碳与水反应的产物碳酸，如图17-3。
吸收实验实验报告
一、 实验名称： 吸收实验 二、实验目的： 1.学习填料塔的操作； 2. 测定填料塔体积吸收系数K Y a. 三、实验原理： 对填料吸收塔的要求，既希望它的传质效率高，又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的，故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。 （一）、空塔气速与填料层压降关系 气体通过填料层压降△P 与填料特性及气、液流量大小等有关，常通过实验测定。 若以空塔气速o u [m/s]为横坐标，单位填料层压降 Z P ?[mmH 20/m]为纵坐标，在双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。当液体喷淋量L 0=0时，可知 Z P ?~o u 关系为一直线，其斜率约—2，当喷淋量为L 1时， Z P ?~o u 为一折线，若喷淋量越大，折线位置越向左移动，图中L 2＞L 1。每条折线分为三个区段， Z P ?值较小时为恒持液区， Z P ?~o u 关系曲线斜率与干塔的相同。Z P ?值为中间时叫截液区，Z P ?~o u 曲线斜率大于2，持液区与截液区之间的转折点叫截点A 。 Z P ?值较大时叫液泛区，Z P ?~o u 曲线斜率大于10，截液区与液泛区之间的转折点叫泛点B 。在液泛区塔已无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间，此时塔效率最高。 吸收实验
图2-2-7-1 填料塔层的 Z P ?~o u 关系图 图2-2-7-2 吸收塔物料衡算 （二）、吸收系数与吸收效率 本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨，氨易溶于水，故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小，则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律，吸收平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。其吸收速率方程可用下式表示： m Ya A Y H K N ???Ω?= （1） 式中：N A ——被吸收的氨量[kmolNH 3/h]； Ω——塔的截面积[m 2] H ——填料层高度[m] ?Y m ——气相对数平均推动力 K Y a ——气相体积吸收系数[kmolNH 3/m 3 ·h] 被吸收氨量的计算，对全塔进行物料衡算（见图2-2-7-2）：
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 kmol Ai C —相界面上A 组分的浓度3-?m kmol g 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 ；
填料塔吸收实验报告
实验6 填料吸收塔实验报告 第四组成员：王锋，郑义，刘平，吴润杰 一、 实验名称 填料吸收塔实验 二、 实验目的 1、 了解填料吸收塔的构造并实际操作。 2、 了解填料塔的流体力学性能。 3、 学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。 三、实验内容 测定填料层压强降与操作气速的关系曲线，并用ΔP/Z —u 曲线转折点与观察现象相结合的办法，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。 四、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，不同喷淋量下填料层的压强降ΔP 与空塔气速u 的关系如下图所示： 图6-1 填料层的ΔP ～u 关系 当无液体喷淋即喷淋量L0=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。
五、实验装置和流程 图6-2 填料吸收塔实验装置流程图 1-风机、2-空气流量调节阀、3-空气转子流量计、4-空气温度、5-液封管、6-吸收液取样口、7-填料吸收塔、8-氨瓶阀门、9-氨转子流量计、10-氨流量调节阀、11-水转子流量计、12-水流量调节阀、13-U型管压差计、14-吸收瓶、15-量气管、16-水准瓶、17-氨气瓶、18-氨气温度、20-吸收液温度、21-空气进入流量计处压力 实验流程示意图见图一,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。?在吸入塔顶尾气之前,予先在吸收瓶14内放入5mL 已知浓度的硫酸作为吸收尾气中氨之用。吸收液的取样可用塔底6取样口进行。填料层压降用∪形管压差计13测定。 六、实验操作方法及步骤 1、测量干填料层(△P／Z)─u关系曲线: 先全开调节阀 2,后启动鼓风机,用阀 2 调节进塔的空气流量,按空气流量从小到大的顺序读取填料层压降△P,转子流量计读数和流量计处空气温度,测量12～15组数据?然后在双对数坐标纸上以空塔气速 u为横坐标,以单位高度的压降△P／Z为纵坐标,标绘干填料层(△P／Z)─u关系曲线。 2、测量某喷淋量下填料层(△P／Z)─u关系曲线: 用水喷淋量为30L／h时,用上面相同方法读取填料层压降△P,?转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象, ?一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。在对数坐标纸上标出液体喷淋量为30L／h下(△P／z)─u?关系曲线,确定液泛气速并与观察的液泛气速相比较。 3、测量某喷淋量下填料层(△P／Z)─u关系曲线: 用水喷淋量为50L／h时,用上面相同方法读取填料层压降△P,?转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象, ?一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。在对数坐标纸上标出液体喷淋量为50L／h下(△P／z)─u?关系曲线,确定液泛气速
探究二氧化碳是光合作用的原料实验设计
探究二氧化碳是光合作用的原料 一、教学目标： 知识目标：1、学会探究光合作用的原料。 2、理解光合作用的原理和方法。 能力目标：1、设计实验探究植物的光合作用-----培养学生的实验操作能力、合作意识及科学探究精神； 2、对实验现象的分析——培养学生分析问题的能力、思维能力和归纳总结能力；提高学生解决实际问题的能力。 情感目标：鼓励学生的探究行为，增强学生的自信心。 二、教学重、难点 二氧化碳是光合作用的原料探究活动。 教学准备金鱼藻，大烧杯，碳酸氢钠溶液，清水，玻璃管，橡皮 塞，短颈漏斗，木条，火柴等。 三、教学过程 （一）导入新课 （二）实验探究活动
1、提出问题二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料吗？ 2、做出假设如果改变绿色植物生长环境中的二氧化碳的浓度，那么其放出氧气的量就会发生改变。 制定计划材料用具金鱼藻，大烧杯，碳酸氢钠溶液，清水，玻璃 管，橡皮塞，短颈漏斗，木条，火柴等。 实验步骤： 按照P66页图2.1-13安装实验装置。甲烧杯内，注入碳酸氢钠溶液；乙烧杯内， 注入等量的清水。在玻璃管的正中间部位做上标记。观察并记录：（P67表） 实施计划1、将甲、乙两个实验装置放在同样地光照处。 2、各小组观察实验现象，填写记录表。 3、小组之间交流实验记录，分析实验数据。 得出结论：二氧化碳是绿色植物合成有机物的原料。 表达交流：1、各小组交流探究过程和结论。 2、你们组的实验结论于其他组的相同吗？如有不同，请分析原因。
注意事项：在实验前引导学生分析该实验的变量是什么，是否唯一，对照组的设计应该注意哪些问题。 实验反思： 发表评论 文章评论
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： 1 2 3 L 3L 2L 1 L 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 kmol g 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 ；
实验七填料塔吸收实验
实验七填料吸收塔的操作和吸收系数的测定 一、实验目的 １.了解填料吸收塔的结构、填料特性及吸收装置的基本流程。 ２.熟悉填料塔的流体力学性能。 ３.掌握总传质系数K Y a测定方法。 ４.了解空塔气速和液体喷淋密度对传质系数的影响。 二、实验内容 １．测定干填料及不同液体喷淋密度下填料的阻力降?P与空塔气速u的关系曲线，并确定液泛气速。 ２．测量固定液体喷淋量下，不同气体流量时，用水吸收空气—氨混和气体中氨的体积吸收系数K Y a。 三、基本原理 1．填料塔流体力学特性 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。支撑板上的填料有整堆和乱堆两种方式，填料分为实体填料和网体填料两大类，如拉西环、鲍尔环、θ网环都属于实体填料。填料层上方有液体分布装置，可以使液体均匀喷洒在填料上。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,它包括压强降和液泛规律。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。在有液体喷淋（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间的摩擦阻力增大,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
二氧化碳性质的探究教学设计Word版
《二氧化碳性质的探究》教学设计 西安市周至县西周中学蒲蜜蜜 【教材分析】：《二氧化碳性质的探究》选自义务教育教材（科粤版）九年级化学上册，第五章第三节内容是继水之后比较系统的研究的第二种化合物，其性质和制取是初中化学的核心知识之一，跟水一样，二氧化碳是学生非常熟悉的物质，按照新课标要求“从生活走进化学，从化学走向社会。”围绕三维目标开展一系列实验探究活动，认识并掌握二氧化碳性质和用途，在学习探究过程中提高学生知识的运用能力和化学素养。 【学情分析】：二氧化碳在日常生活、自然和生物学科中学生都有所了解，知道它是光合作用的原料，能灭火、制汽水、鸡蛋保鲜、也知道用石灰水检验二氧化碳等，为什么它有这样的用途呢?是由什么性质决定的呢?引导学生通过探究学习方法，学会分析问题、解决问题、总结规律。用所学的知识解决生活中的实际问题，形成“大化学观”，培养学生化学素养。 【教学目标】 1 .掌握二氧化碳的性质及用途(重点难点) 2.了解温室效应的危害、减缓措施，增强环保意识及社会责任感。 3. 通过对二氧化碳性质系列实验探究活动；培养学生参与意识、 及合作交流技能；通过“实验—探究”、“讨论—归纳”，培养学生
“归纳、总结、质疑、辩论问题能力。”启发学生创新思维能力。 4.运用所学知识的解决日常生活中的实际问题，二贴近：使学生学 习“真实的化学、有用的化学”，培养学生科学素养。 【教学重点】：掌握二氧化碳的性质及用途。 【教学难点】：掌握二氧化碳的化学性质并能解决生活中的实际问题。【教学创新点】：通过自制教具，结合学生生活实际开发乡土教材，让学生参与一系列实验探究活动，运用“讨论、实验、探究、归纳”四位一体的教学模式，以“提问──假设──实验──结论”为主线的思维程序，培养学生的逻辑思维能力和归纳总结能力。使学生学习“真实的化学、有用的化学”，提高学生科学素养。 【仪器与药品】；酒精灯、火柴、烧杯、集气瓶、塑料瓶、塑料吸管、阶梯蜡烛、试管、试管夹、试管架、滴管、紫色石蕊、澄清的石灰水。【教学过程】： 一、创设情境，导入新课 猜谜语：有一种物质，农民伯伯说它是“植物的粮食”；消防官兵赞美它是“灭火的先锋”；建筑师称它是“粉刷匠”；环境学家却指责它是导致“温室效应”的罪魁祸首。学生认真思考揭开谜底是“二氧化碳”。引导学生寻找身边的二氧化碳，引发学生思考增强课堂的趣味性，知道二氧化碳就在我们身边，那么今天就让我们一起探究二氧化碳的性质吧！
填料吸收塔实验报告
填料吸收塔 一、实验目的 1．熟悉填料吸收塔的构造和操作。 2．测定气体通过干湿填料塔的压力降，进一步了解填料塔的流体力学特征。3．测定填料吸收塔的吸收传质系数。 二、实验原理 填料吸收塔一般要求控制回收率越高越好。填料塔为连续接触式的气液传质设备，填料塔操作时液体从塔顶经分布器均匀喷洒至塔截面上，沿填料表面下流经塔底出口管排出，气体从支承板下方入口管进入塔内，在压力的作用下自下而上的通过填料层的空隙而由塔顶气体出口管排出。填料层内气液两相成逆流流动，在填料表面的气液界面上进行传质，因此两相组成沿塔高边缘变化，由于液体在填料中有倾向塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分为若干段，在两段之间设置液体再分布装置，以利于流体的重新均匀分布。 填料的作用： 1．增加气液接触面积。满足（1）80%以上的填料润湿；（2）液体为分散相，气体为连续相。 2．增加气液接触面的流动。满足（1）合适的气液负荷；（2）气液逆流。 三、实验步骤 (1)将液体丙酮用漏斗加入到丙酮汽化器，液位高度约为液体计高度的2/3以上。 (2)关闭阀V 3,向恒压槽送水，以槽内水装满而不溢出为度,关闭阀V 5 。 (3)启动空气压缩机，调节压缩机使包内的气体达到0.05~0.1Mpa时，打开V 2 ， 然后调节气动压力定值器，使进入系统的压力恒定在0.03Mpa。 (4)打开V 4 ，调节空气流量（400L/H~500L/H）; 打开V 6 ，调节空气流量 (5)室温大于15℃时，空气不需要加热，配制混合气体气相组成y 1 在12%~14%mol 左右；若室内温度较低，可预热空气，使y 1 达到要求。 (6)要改变吸收剂温度来研究其对吸收过程的影响，则打开液体加热电子调节器， 温度t 3 <35℃。
填料塔吸收综合实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除填料塔吸收综合实验报告 篇一：实验七填料塔吸收实验 实验七填料吸收塔的操作和吸收系数的测定 一、实验目的 １.了解填料吸收塔的结构、填料特性及吸收装置的基本流程。２.熟悉填料塔的流体力学性能。３.掌握总传质系数KYa测定方法。４.了解空塔气速和液体喷淋密度对传质系数的影响。 二、实验内容 １．测定干填料及不同液体喷淋密度下填料的阻力降?p 与空塔气速u的关系曲线，并确定液泛气速。 ２．测量固定液体喷淋量下，不同气体流量时，用水吸收空气—氨混和气体中氨的体积吸收系数KYa。 三、基本原理 1．填料塔流体力学特性 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。支撑板上的填料有整堆和乱堆两种方式，填料分为实体填料和网体填料两大类，如拉西环、鲍尔环、?网环都属于实体填料。填料层上方有液体分布装置，可以使液体均匀喷洒在填料上。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,它包括压强降和液泛规律。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。在有液体喷淋（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
空气中二氧化碳含量的测定实验
空气中二氧化碳含量的测定实验教案 化学一班申伟静郝冬丽冬冬徐亚辉 一，教学目标 知识目标： 1、了解测定二氧化碳含量的简单方法； 2、掌握二氧化碳的基本性质和生活中的应用； 3、通过老师讲解理解二氧化碳在整个环境中作用。 技能目标： 1、通过观看教师的演示实验提高对实验的观察、比较能力。 2、学习掌握如何使用针筒和使用玻璃仪器要注意事项； 3、感悟用分类、对比的学习方法来学习化学的重要作用。 情感目标： 1、通过实验探究来激发学生学习的积极性和主动性， 2、实验初步养成严谨的科学态度。 3、通过对课程的学习可以让同学认识到环境保护重要性。 二，教材分析 本节主要围绕探究测定空气中二氧化碳含量的实验，学习定量测定混合气体中某种气体含量的方法，认识空气中二氧化碳组成及表示方法，增进对二氧化碳的理解。增加学生爱护环境的意识。 三，学情分析 已知 1、学生通过前面的学习，已了解和初步掌握了关于二氧化碳的基本性质。 2、学生通过对实验前的预习掌握了空气中二氧化碳含量测定的基本原理和操作方法。 3、学生在学习中，知道了二氧化碳在我们生活中的作用和在生活中应用。 4、学生在生活中知道保护环境重要意义。 未知 1、学生在实际操作中会出现不规操作，对实验的结果造成影响。还可能损坏仪器。 2、学生在生活中虽然知道环保知识，但付诸实践上仍然不知如何做。 3、学生缺少实验中观察实验现象变化能力。在实验过程中都需要一直观察严谨的态度。 四，重点难点 重点：空气中二氧化碳含量测定的实验步骤 难点：实验的原理
五，教学过程
六，板书设计 一、教学目标 1、让同学们通过实验学会测量空气中二氧化碳的含量 2、通过教学讲解实验操作知道测量二氧化碳含量的原理二，实验原理 向滴有酚酞的氨水入CO2： CO2 + 2NH3H2O === (NH4)2CO3 CO2 + (NH4)2CO3 + H2O === 2NH4HCO3 pH==8 溶液红色无色 计算公式 N1x ==0.033％N2 三，实验步骤： 1， ,2，装药品：10ml带有酚酞的稀氨水溶液（已配好）3，抽气 4，排气，重复操作，记录次数N，记录在下表 N1是实验室抽气的次数 N2是空旷地点抽气的次数
化工原理吸收实验报告
一、实验目的 1.了解填料塔的一般结构及吸收操作的流程。 2.观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。 3.掌握总传质系数K x a的测定方法并分析其影响因素。 4.学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。 二、实验原理 本实验先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数K x a，并进行关联，得K x a=AL a V b的关联式。同时对不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。 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，说明汽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。 图1 填料层压降-空塔气速关系
2.传质实验 填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。在填料塔中，两相传质主要是在填料有效湿表面上进行。需要完成一定吸收任务所需填料高度，其计算方法有：传质系数法、传质单元法和等板高度法。 本实验对富氧水进行解吸。由于富氧水浓度很小，可认为气液两相平衡服从亨利定律，可用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。得速率方程式： m p X A x V a K G ???= m p A x X /V G a K ?=? 2 211ln ) 22()11(e e e e m x x x x x x x x x --?---= )x -L(x G 21A = Ω?=Z V p 相关的填料层高度的基本计算式为： OL OL x x e x N H x x dx a K L Z ?=-Ω=?12 OL OL N Z H = 其中， m x x e OL x x x x x dx N ?-= -=?2 11 2 Ω=a K L H x OL 由于氧气为难溶气体，在水中的溶解度很小，因此传质阻力几乎全部集中于液膜中，即Kx=kx 。由于属液膜控制过程，所以要提高总传质系数Kxa ，应增大液相的湍动程度。 在y-x 图中，解吸过程的操作线在平衡系下方，在实验是一条平行于横坐标的水平线（因氧在水中浓度很小）。 三、实验装置流程 1.基本数据 解吸塔径φ=0.1m,吸收塔径φ=0.032m ，填料层高度0.8m （陶瓷拉西环、陶瓷波纹板、金属波纹网填料）和0.83m （金属θ环）。
填料塔吸收实验数据及处理
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.5 1 1.5 2 空塔气速 单位高度压降 空气流量u(m 3) H1(cm) Ppa P/H 0.375 0.18 17.64 0.027 0.5 0.3 29.4 0.045 0.7 0.45 44.1 0.068 0.9 0.75 73.5 0.113 1.1 1.05 102.9 0.158 1.3 1.3 127.4 0.196 1.5 1.6 156.8 0.241 1.7 1.9 186.2 0.286 1.9 2.2 215.6 0.332
0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 0.000 0.2000.4000.6000.800 1.000 1.200 1.400 1.600 流量 液体喷淋量20L /h 空气流量u H1 Ppa P/H 0.375 0.550 53.900 0.083 0.500 1.100 107.800 0.166 0.600 1.500 147.000 0.226 0.700 1.850 181.300 0.279 0.800 2.200 215.600 0.332 0.900 2.700 264.600 0.407 1.000 4.100 401.800 0.618 1.100 5.100 499.800 1.428 1.200 6.370 624.260 0.960 1.300 7.150 700.700 1.078 1.400 21.000 2058.000 3.166 1.500 33.000 3234.000 4.975
二氧化碳吸收与实验
二氧化碳吸收实验装置 说明书 天津大学化工基础实验中心 2015．04
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。 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-1 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 kmol Ai C —相界面上A 组分的浓度3-?m kmol g 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，
填料塔吸收实验
序号：34 化工原理实验报告 实验名称：填料吸收传质系数测定 学院：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工09－3班 姓名：曾学礼学号09402010337
同组者姓名：周锃刘翰卿 指导教师：王志强 日期：2011年9月20日 一、实验目的 1.熟悉填料塔的构造与操作。 2.观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。 3.掌握总传质系数Kxa的测定方法并分析影响因素。 4.学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。 二、实验原理 本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数K x a，并进行关联，得到K x a=AL a·V b的关联式，同时对四种不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。本实验引入了计算机在线数据采集技术，加快了数据记录与处理的速度。 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，说明汽液两 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。 图1 填料层压降–空塔气速关系示意图 2、传质实验 填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。在填料塔中，两相传质主要是在填料有效湿表面上进行，需要计算完成一定吸收任务所需填料高度，其计算方法有：传质系数法、传质单元法和等板高度法。 本实验是对富氧水进行解吸。由于富氧水浓度很小，可认为气液两相的平衡关系服从亨利定律，即平衡线为直线，操作线也是直线，因此可以用对数平均浓度差计算填料层传
二氧化碳吸收实验
填料吸收塔实验装置 说明书 天津大学化工基础实验中心 2014．10
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.进行纯水吸收混合气体中的二氧化碳、用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1所示： 图1 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。 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 )(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 kmol g 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 。
吸收(解吸)实验报告
实验名称:吸收（解吸）实验 一、实验目的 1 了解填料塔吸收装置的基本结构及流程； 2 掌握总体积传质系数的测定方法； 3 测定填料塔的流体力学性能； 4 了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响； 5 了解气相色谱仪和六通阀在线检测CO2浓度和测量方法； 6 学会化工原理实验软件库的使用。 二、实验装置流程示意图及实验流程简述 1〕装置流程 本实验装置流程如图6－1所示：水经转子流量计后送入填料塔塔顶再经喷淋头喷淋在填料顶层。由风机输送来的空气和由钢瓶输送来的二氧化碳气体混合后，一起进入气体混合稳压罐，然后经转子流量计计量后进入塔底，与水在塔内进行逆流接触，进行质量和热量的交换，由塔顶出来的尾气放空，由于本实验为低浓度气体的吸收，所以热量交换可略，整个实验过程可看成是等温吸收过程。
2〕主要设备 （1）吸收塔：高效填料塔，塔径100mm，塔内装有金属丝网板波纹规整填料，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： 金属丝网板波纹填料：型号JWB—700Y，填料尺寸为φ100×50mm，比表面积700m2/m3。 （4）气泵：层叠式风机，风量0～90m3/h，风压40kPa； （5）二氧化碳钢瓶； （6）气相色谱仪（型号：SP6801）； （7）色谱工作站：浙大NE2000。 三、简述实验操作步骤及安全注意事项 1 实验步骤 （1）熟悉实验流程及弄清气相色谱仪及其配套仪器结构、原理、使用方法及其注意事项；（2）打开仪表电源开关及风机电源开关； （3）开启进水总阀，使水的流量达到400L/h左右。让水进入填料塔润湿填料。 （4）塔底液封控制：仔细调节阀门○2的开度，使塔底液位缓慢地在一段区间内变化，以免塔底液封过高溢满或过低而泄气。 （5）打开CO2钢瓶总阀，并缓慢调节钢瓶的减压阀（注意减压阀的开关方向与普通阀门的开关方向相反，顺时针为开，逆时针为关），使其压力稳定在0.1Mpa左右； （6）仔细调节空气流量阀至1m3/h，并调节CO2调节转子流量计的流量，使其稳定在100L/h～160 L/h； （7）仔细调节尾气放空阀的开度，直至塔中压力稳定在实验值； （8）待塔操作稳定后，读取各流量计的读数及通过温度数显表、压力表读取各温度、压力，通过六通阀在线进样，利用气相色谱仪分析出塔顶、塔底气相组成； （9）改变水流量值，重复步骤（6）（7）（8）。 （10）实验完毕，关闭CO2钢瓶总阀，再关闭风机电源开关、关闭仪表电源开关，清理实验仪器和实验场地。 2 注意事项 （1）固定好操作点后，应随时注意调整以保持各量不变。 （2）在填料塔操作条件改变后，需要有较长的稳定时间，一定要等到稳定以后方能读取有关数据。