吸收(二氧化碳-水)实验讲义
CO2吸收-解吸试验资料
附件6：CO 2吸收-解吸实验资料一、实验流程图本实验是在填料塔中用水吸收空气和CO 2混合气中的CO 2，和用空气解吸水中的CO 2以求取填料塔的吸收传质系数和解吸系数。
图1. 吸收与解吸实验流程图阀门：V A01—吸收液流量调节阀，V A02—吸收塔空气流量调节阀，V A03—解吸塔空气流量调节阀，V A04—解吸液流量调节阀，V A05—吸收塔CO 2流量调节阀，V A06—风机旁路调节阀，V A07—吸收泵放净阀，V A08—水箱放净阀，V A09—解吸液回流阀，V A10—吸收泵回流阀，AI01—吸收塔进气采样阀， AI02 —吸收塔排气采样阀， AI03—解吸塔进气采样阀， AI04—解吸塔排气采样阀，AI05—吸收塔塔顶液体采样阀，AI06—解吸塔塔顶液体采样阀，AI07—解吸塔塔底液体采样阀，V A11—吸收塔放净阀，V A12—解吸塔放净阀，V A13—缓冲罐放净阀风压6kPa，风量55m3/hCO2钢瓶温度：TI01—液相温度流量：FI01—吸收塔空气流量，FI02—吸收液流量，FI03—解吸塔空气流量，FI04—解吸液流量，FI05—CO2气体流量图2. CO2吸收‐解吸实验装置实物照片二、实验设备结构参数吸收塔：塔内径100 mm；填料层高550 mm；填料为陶瓷拉西环；丝网除沫解吸塔：塔内径100 mm；填料层高550 mm；填料为φ6不锈钢θ环；丝网除沫风机：旋涡气泵，6kPa，55m3/h；吸收泵：扬程12m，流量14L/min；解吸泵：扬程14m，流量3.6m3/h；饱和罐：PE，50L温度：Pt100传感器流量计：水涡轮流量计：200～1000L/h；气相质量流量计：0～1.2 m3/h；气相转子流量计：1～4 L/min；三、实验注意事项1.在实验中，两个水流量计的读数要尽量保持一致；2.测取液泛数据点时，等待时间不要过长，避免液泛过于强烈导致液体喷出塔外；3.调节解吸塔的空气流量时要求在不液泛的情况下，尽量维持在较大的气量；4.泵是机械密封，必须在泵有水时使用，若泵内无水空转，易造成机械密封件升温损坏而导致密封不严，严禁泵内无水空转；5.液相采样和滴定时，要保证规范操作，以免影响测定和数据分析；6.实验结束时，注意按顺序关闭风机、水泵和阀门等。
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 。
水吸收二氧化碳的作用原理
水吸收二氧化碳的作用原理植物通过光合作用吸收二氧化碳（CO2），并将其转化为有机物质和氧气。
在光合作用中，水吸收二氧化碳的作用非常重要。
水吸收二氧化碳的作用原理是通过叶片上的气孔和植物细胞中的气室。
首先，让我们来了解一下植物的气孔结构。
气孔位于植物的叶片表皮上，由两个叫做“气孔器”（stomatal apparatus）的“肾形孔”（stoma）和一个“气室”（sub-stomatal cavity）组成。
气孔器上方有两个成为“肾段”（guard cells）的细胞，它们可以通过膨胀和收缩来打开或关闭气孔。
当气孔打开时，二氧化碳可以进入植物内部。
其次，当气孔打开时，二氧化碳可以通过气室进入植物的叶片细胞。
气室是气孔下方的一种空心区域，它在植物细胞与外界之间起到了桥梁的作用。
二氧化碳由气室进入叶片基本细胞，然后在叶绿体中进行光合作用的反应。
在叶绿体中，二氧化碳与水进行反应，生成葡萄糖和氧气。
这个过程被称为暗反应，也叫Calvin循环，是光合作用的第二个阶段。
在这个过程中，叶绿体通过吸收能量来驱动化学反应。
最终，二氧化碳被转化为有机物质，供植物生长和发展所需。
此外，水在光合作用中还有其他重要的作用。
水分子不仅供给植物进行光合作用，还在光合作用中起到质子（H+）的供应源。
在光合作用的光反应过程中，光能通过叶绿体上色素分子的吸收而转化为化学能，同时还会产生电子。
光能转化为化学能的过程就需要水分子参与。
在光反应过程中，水分子被分解成电子、质子和氧气。
这个过程称为光解水作用。
电子被传递到电子传递链上，经过一系列的反应，最终被用来生成高能分子（如ATP和NADPH），供组成光合作用所需的有机物质。
此外，水分子参与到光反应过程中，还起着提供氧气的作用。
水分子在光解水作用中被分解产生的氧气，成为光合作用中放出的氧气的来源。
总结起来，水吸收二氧化碳的作用原理主要是通过植物的气孔和气室来实现的。
二氧化碳通过气孔进入气室，然后进入叶绿体进行光合作用的暗反应。
实验四吸收实验
气体组成；
（8）实验完毕，关闭CO2钢瓶和转子流量计、水转子流
量计、风机出口阀门，再关闭进水阀门，及风机电源开关， （实验完成后我们一般先停止水的流量再停止气体的流量， 这样做的目的是为了防止液体从进气口倒压破坏管路及仪器） 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。
（3）转子流量计： 介 质
CO2
条 件 常用流量
2L/min
标定介质 标定条件 20℃ 0.2 L/min CO2 1.0133×105Pa
最小刻度
（4）空气风机：型号：旋涡式气机
（5）二氧化碳钢瓶； （6）气相色谱分析仪。
四、实验步骤与注意事项 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、
2 G — 混合气体通过塔截面的 摩尔流速 kmol /m . h
2 3 — 填料单位体积的有效表 面积 m /m 2 K — 以 y 为推动力的气相总传质 系数 k mol / m .h y
y— 摩尔分率 y 平衡时的摩尔分率 e—
对于低浓度气体的吸收，在x-y坐标上所绘出的操作线近
于直线。若在操作浓度范围内，平衡关系符合亨利定律，则
用下式计算:
V 0 . 98 V 0
(4 7)
③ 计算混合气体通过塔截面的摩尔流速
V V 0 0 G 2 22.4 D / 4
式中 : D— 填料塔内径 (m )
④ 求进气浓度:
(4 8)
n 1 y 1 n n 1 2
(4 9)
式中: n1 — 氨气的摩尔数 n2 — 空气的摩尔数
x
x2
操作线与平衡线为直线
y1 y2 (y)m y1 ln y2
(完整版)二氧化碳吸收与解吸实验.doc
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：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 2s 1Pa 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。
CO2吸收专业实验讲义 - CO2分析实验数据处理
实验十 二氧化碳吸收实验一、实验目的：1. 掌握有机胺吸收分离烟气中CO 2的工艺方法；2. 了解CO 2分析仪的使用方法；3. 掌握工艺条件对CO 2吸收的影响。
二、实验原理本实验利用具有弱碱性的有机化合物——乙醇胺的水溶液吸收烟气中CO 2，该方法是吸收烟道气中CO 2的一种方法。
乙醇胺溶液能吸收酸性气体CO 2，并且吸收后的富CO 2溶液经加热可以释放出CO 2实现吸收剂的再生。
乙醇胺吸收CO 2的反应方程式如下：CO2+OH CH 2CH 2NH 22OH CH 2CH 2NCOOOH CH 2CH 2NH 3++三、实验装置.二氧化碳钢瓶.气体混合罐空气压缩机.吸收塔.富液罐.溶液泵.再生塔.贫液罐.再沸器工艺流程图图1.乙醇胺溶液吸收及解吸CO 2实验装置示意图 四、实验步骤1. 打开空气泵，调节气体流量（最大为1.5m 3/h ）；将CO 2钢瓶打开，同时调节气体流量（最大为300L/h ），稳定5分钟。
2. 打开CO 2分析仪，自检完毕后，将吸收塔出口连接到分析仪上，待烟气分析仪上CO 2读数稳定后记录CO 2的初始含量。
3.打开吸收塔溶液泵，调整进液流量（最大16L/h），记录吸收温度，待吸收稳定后记录分析仪上CO2的含量。
4.调整溶液泵的进液流量（至少调节5个流量），吸收稳定5分钟后，记录分析仪上CO2的含量。
五、注意事项注意观察储液罐液位，避免液位过低。
六、报告要求1.简明叙述实验目的、原理、操作要点。
不必绘制设备图；2.对结果进行讨论，得到一定吸收温度、一定CO2初始浓度下，吸收剂流量与CO2吸收率的关系图。
七、讨论题1.乙醇胺是否按照理论值完全吸收CO2；2.说明一下吸收剂流量对CO2出口浓度有何影响；3.你对自己的实验结果是否满意，如何解释实验失败的原因。
你有什么需要声明的问题。
吸收物系的变化—二氧化碳吸收解析实验
吸收物系的变化—二氧化碳吸收解析实验二氧化碳吸收实验，听起来是不是有点高大上？但这个实验就像一场科学的魔术秀，能让你对周围的世界有更深的了解。
想象一下，咱们的空气中满是二氧化碳，这家伙可不是个善茬，它可是导致全球变暖的罪魁祸首之一。
今天，就让我们一起“亲密接触”一下这个小家伙，看看它到底是怎么被“吸收”的。
得有个好的开始嘛。
咱们准备些简单的工具，像是烧杯、试管，还有那种一看就让人想起化学课的液体，哎呀，就是指示剂。
然后，拿出一些植物的叶子，像是小草、小花，它们可是一等一的二氧化碳吸收高手。
咱们把这些小家伙放进水里，稍微等待一会儿，嘿，这时候空气中的二氧化碳就开始“请客”了，逐渐被水吸收。
你知道吗，水就像是一个大海绵，把二氧化碳吸得津津有味。
这个过程其实就是个化学反应，水和二氧化碳结合，形成了碳酸。
这碳酸可不是啥好东西，喝多了可得牙齿发愁。
但咱们的实验可不是为了让你口渴，而是要让大家明白二氧化碳的存在。
哎，真是个有趣的小家伙，光吃不喝的！然后，咱们就可以观察水的变化了，水的颜色会因为指示剂的存在而发生变化。
小伙伴们，这个时候可得注意了，看到颜色变得多么美丽，就像魔法一样！这可不是单纯的变化，而是告诉我们，二氧化碳的浓度在下降，水吸收得可真不错。
这种变化，既神奇又令人振奋，仿佛在告诉我们：大自然的力量真是无穷无尽！实验还可以变得更加有趣，咱们可以尝试不同的条件。
比如说，增加光照，这可让植物更加努力地“工作”。
嘿，植物可不是吃白饭的，它们需要光、需要水，也需要二氧化碳来进行光合作用。
想象一下，阳光照射下，植物们就像是上了发条的小人儿，开始加速吸收二氧化碳，简直是一场“吸收大赛”！实验的过程中难免会遇到小麻烦。
比如说，没注意水温，或者指示剂用得太少，这可会影响结果。
别着急，这都是实验的一部分嘛，犯错了就重新来。
就像生活，跌倒了再爬起来，重要的是坚持不懈，才能见到成果。
实验的最终结果就像是一个大揭晓，咱们通过简单的步骤，竟然能看到二氧化碳被“吸收”了。
化工原理实验二二氧化碳吸收实验教案
实验二 二氧化碳吸收实验一、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。
通过实验测得数据的处理与分析，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与分析。
二、实验内容1.测定填料层压强降P ∆与操作气速u 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，在液泛气速下取气相流量，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.进行水吸收混合气体中二氧化碳和解吸液中二氧化碳解吸的操作练习。
三、实验原理1.气体通过填料层的压强降：压强降P ∆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ΔP 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0=0L 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。
2.填料吸收塔传质性能测定：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，液相摩尔流率和摩尔密度的比值，亦即液相体积流率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，可得填料层高度的计算公式：⎰-⋅=*A1A2C C AA AL C C dC a ΩK L Z （1）。
CO2-水吸收传质系数的测定
实验CO 2－水吸收传质系数的测定一、实验目的1. 掌握气液吸收过程传质系数测定的基本原理；2. 熟悉实验装置，学习实验基本操作及数据处理方法；3. 测定一定液流速率范围内的不同流速的吸收速率，求表征传质系数与湿润率的关系中的润湿指数和填料单元特性常数，了解作为填充模型的圆盘塔的液膜特性。
二、实验原理水吸收二氧化碳属液膜控制过程，常压下吸收完全符合亨利定律。
吸收宏观动力学方程为：N K C A L m =∆ (1)式中：N A 为吸收速度，即单位时间内，单位传质表面上吸收的物质的量，可用下式计算： N C F Q C C F A ==-/()/12 [千摩尔/米2·小时] (2)式中：C—— 单位时间内吸收的物质的量 [千摩尔/小时] F—— 传质表面积[米2] Q —— 液体流量[米3/小时]——为液体出入塔被吸收组分的分子浓度[千摩尔/米3]，对采用直流水吸收C 2=0 ∆C m 为液相以摩尔浓度表示的对数平均推动力（千摩尔/米3），可由下式计算：∆C C C C C C C C C m =-----()()ln ****22112211(3) C C 12**,为出、入塔液相被吸收组分的平衡浓度[千摩尔/米3]可由亨利定律求出:C=Hp=H ·P ·y (4)H ——溶解系数[千摩尔/米3·大气压]p ——被吸收组分气相分压[大气压]P ——总压[大气压]Y ——气相被吸收组分的摩尔分数KL：液相以分子浓度差表示推动力时的传质总系数。
液膜控制时，等于液相传质分系数[米/时]，与流动状况、装置特征、流体物性有关。
１、从吸收速率方程可知，欲测定传质系数，必先测出一定条件下的吸收速率和对数平均推动力。
它们可以根据气、液相CO2浓度、操作温度、压力、液流速率、圆盘尺寸、及数目等按式（2）、（3）、（4）求出。
２、对水与CO2系统，其液流速率对液相传质系数有显著影响。
二氧化碳吸收实验
实验四吸收实验（一）实验目的1.了解吸收装置的基本流程和操作特性，加深对传质过程的了解。
2.了解填料塔的结构，测定其流体力学性能。
3.通过用水吸收二氧化碳，研究物质传递过程，确立吸收传质系数与操作条件及填料性质的关系。
（二）实验原理吸收是利用气体在液体中溶解度的差异来分离气体混合物的传质过程。
吸收过程一般在塔设备中进行，常用的吸收塔为填料塔和板式塔。
在操作填料塔时，气体自下而上从填料间隙穿过，与从塔顶喷淋而下的液体（吸收剂）在填料表面进行接触，实现相间传质。
而在板式塔中，塔板是气、液两相接触传质的场所。
液体沿降液管流入塔板，上升的气相通过塔板的开孔鼓泡通过液相层，在塔板上气液两相以错流方式接触。
吸收塔内气液两相的流体力学状态直接影响到吸收过程的操作性能。
1、吸收塔的流体力学特性吸收塔的流体力学特性包括压强降和液泛规律，计算吸收塔需用动力时，必须知道压强降的大小；而确定吸收塔的气、液负载量时，则必须了解液泛的规律，所以测量流体力学性能是吸收实验的一项内容。
在填料塔中，被吸收气体通过填料时，由于填料造成的局部阻力及摩擦力而产生压强降。
气体通过床层的压强降与空塔气速、填料的特性（材质、形状和尺寸）以及液体的喷淋密度等因素有关。
当气体通过干填料时，气体的压强降仅与气体的流速有关，在双对数坐标纸上进行标绘，可得到压强降ΔP与空塔速度u 为一直线；当塔内有液体喷淋时，气体通过填料的压强降不但与气体流速有关，且与液体的喷淋密度有关，在一定的喷淋密度下，由于液膜有一定厚度，占有一定空间，液膜的存在使气体在填料空隙间的实际流速有所增加，所以压强随气体流速增加的趋势要比干填料层大。
低气速操作时，膜厚随气速变化不大，液膜增厚所造成的附加压降增高并不显著，此时压降曲线基本上与干填料层的压降曲线平行。
随气速增加，上升气流与下降液体间的摩擦力增大，开始阻碍液体的下流，使得填料层内的持液量随气速的增加而增加，此种现象称为拦液。
二氧化碳与水反应实验教学说课稿
《二氧化碳与水反应的实验改进》说课稿舒团香尊敬的各位领导、专家评委、老师们：上午好！我参赛的课题是《二氧化碳与水反应的实验改进》，出自仁爱版初三化学上册专题四-单元2碳及其化合物-碳的氧化物中“观察与思考”的实验。
一、教材分析1.地位和作用本课题是培育学生学习实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法、性质的检验等思路的最好的教材，上好本节课对学生今后学习元素化合价知识、化学基础实验及探究能力的培养，有着深远的影响。
《二氧化碳与水反应的实验》的展开和实验现象的分析讨论，对于二氧化碳的制取和性质的研究具有决定性作用。
2.教学目标①知识与技能：知道实验室制取二氧化碳的化学反应原理，通过实验改进让学明确使紫色石蕊变红的物质是二氧化碳与水反应生成的碳酸；通过二氧化碳的制取以及与水反应的研讨，提高学生分析问题和解决实际问题的能力;②过程与方法：通过改进和设计实验装置的环节提高学生对装置的理解和认识，不断增强学生的参与意识、合作意识与创新意识。
③情感态度与价值观：通过实验、问题的讨论，培养学生求实、创新、合作的科学品质；利用废旧材料进行实验，培养学生建立绿色环保的意识。
3.教学重点与难点教学重点：实验室制取二氧化碳的化学反应原理、实验装置的改进和性质检验方法的学习。
教学难点：明确二氧化碳使石蕊变色的实质。
二、教学过程设计（一）、原实验的不足仁爱版教材中探究二氧化碳与水反应的实验选用两支试管和一根导管的简易装置，从图中可发现该装置的不足之处，我归纳如下：1、用一支试管和一根导管的发生装置，虽然操作简便但不易控制反应的速率。
2、不方便添加液体药品，且产生气体的量较少。
3、固夜混合，盐酸具有腐蚀性，不易分离回收固体（如大理石）。
4、若采用石蕊试液进行分组实验，容易产生药品的浪费。
5、将产生二氧化碳气体的导管通入紫色石蕊试液中使溶液变红，现象虽明显，但解释的性质不明确，学生易产生错觉。
6、学生易质疑：是二氧化碳使紫色石蕊试液变红吗?（二）、实验的改进基于上述理由，我对二氧化碳与水反应的实验装置做了以下改进：（如图所示）1、紫色石蕊试纸的制取：取1g石蕊溶于50mL水中，静置一昼夜后过滤。
二氧化碳吸收实验
（ 4 ） Y1――
Y1
nCO2 nair
nCO2 G
， CO2
转子流量计读数必须校正，其依据为
qv' ( f ' )0
qv
( f 0 )'
Y2 （5）Βιβλιοθήκη 2――y2 1 y2
，稳定操作后（各仪表读数恒定
10-15min）测量气体出
口浓度（丙酮的摩尔分率），取样后采用气相色谱仪分析，测得的是丙酮的质量
L=100L/h
填料层高度 Z=
m
塔径 D=0.05m
填料层 单位高度填 压强降 料层压强降 序 号 mmH2O mmH2O/m 1 2 3 4 5 6 7 8
空气转子 流量计读 数 m3/h
空塔气速 m/s
操作现象 如：正常
如：积液
2
9
10
如：液泛
2、二氧化碳吸收传质系数测定数据记录
表 6-4 二氧化碳吸收传质系数测定数据记录表
air ≈0.2× 1.204 =0.156（m3/h）
co2
1.976
空气转子流量计读数 V Air =0.9（m3/h） 图中标准样 CO2 的质量分率 yw1=0.997155，则进塔（塔底）中 CO2 摩尔分率为
y1CO 2
yw1CO2 / MCO2 yw1CO2 / MCO2 yw1Air
温度测量：PT100 铂电阻，用于测定测气相、液相温度。
2、二氧化碳吸收实验装置流程示意图(见图 6-3)
3
气 0.25---2.5 气 0.25---2.5 气 0.25---2.5
气 0.25---2.5 气 0.25---2.5
放空
二氧化碳吸收与解吸实验报告
二氧化碳吸收与解吸实验报告一、实验目的通过实验观察二氧化碳在不同环境下的吸收和解吸情况，了解二氧化碳在自然界中的循环过程。
二、实验材料二氧化碳气体、水、氢氧化钠溶液、酚酞指示剂、容量瓶、试管、滴定管、酒精灯等。
三、实验原理二氧化碳在自然界中的循环过程包括二氧化碳的吸收和解吸，其中吸收后的二氧化碳可以被植物利用进行光合作用，解吸后的二氧化碳则会进入大气层中。
实验中，利用二氧化碳和水反应生成碳酸酸，再通过与氢氧化钠溶液反应，使碳酸酸转化为碳酸钠，观察其变化。
四、实验步骤1. 取一定量的二氧化碳气体，放入容量瓶中。
2. 加入一定量的水，使其中溶解的二氧化碳达到饱和状态。
3. 取一定量的氢氧化钠溶液，滴入试管中。
4. 加入少量的酚酞指示剂，观察其颜色变化。
5. 缓慢将第2步中的饱和二氧化碳气体通过试管中的氢氧化钠溶液中。
6. 观察指示剂的变化，记录颜色变化时间和颜色变化程度。
7. 重复实验，改变环境温度等条件，观察结果。
五、实验结果在常温下，通过饱和二氧化碳气体通入氢氧化钠溶液中，指示剂由粉红色变为无色，表明有二氧化碳吸收反应发生。
当环境温度提高时，吸收二氧化碳的速度会加快，颜色变化时间会缩短，颜色变化程度也会加深。
六、实验分析本实验通过观察酚酞指示剂颜色变化，可以判断二氧化碳气体是否被吸收。
在自然界中，植物通过光合作用吸收二氧化碳气体，并利用其进行生长等活动。
同时，二氧化碳也会通过植物的呼吸、动物的呼吸和燃烧等过程释放出来，进入大气层中。
通过本实验的观察，我们可以更加深入地了解二氧化碳在自然界中的循环过程。
七、实验结论通过本实验，我们可以得出以下结论：1. 二氧化碳气体可以被水吸收，并与水反应生成碳酸酸。
2. 碳酸酸可以与氢氧化钠溶液反应，生成碳酸钠。
3. 通过酚酞指示剂的变化，可以判断二氧化碳气体是否被吸收。
4. 环境温度的变化会影响二氧化碳的吸收速率。
八、实验注意事项1. 实验过程中要小心操作，防止产生危险。
二氧化碳吸收与解吸实验解读
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 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 。
CO2-水吸收传质系数的测定
实验 CO 2－水吸收传质系数的测定一、实验目的1. 掌握气液吸收过程传质系数测定的基本原理；2. 熟悉实验装置，学习实验基本操作及数据处理方法；3. 测定一定液流速率范围内的不同流速的吸收速率，求表征传质系数与湿润率的关系中的润湿指数和填料单元特性常数，了解作为填充模型的圆盘塔的液膜特性。
二、实验原理水吸收二氧化碳属液膜控制过程，常压下吸收完全符合亨利定律。
吸收宏观动力学方程为：N K C A L m =∆ (1)式中：N A 为吸收速度，即单位时间内，单位传质表面上吸收的物质的量，可用下式计算：N C F Q C C F A ==-/()/12 [千摩尔/米2·小时] (2)式中：C—— 单位时间内吸收的物质的量 [千摩尔/小时] F—— 传质表面积[米2] Q —— 液体流量[米3/小时]C C 12, ——为液体出入塔被吸收组分的分子浓度[千摩尔/米3]，对采用直流水吸收C 2=0 ∆C m 为液相以摩尔浓度表示的对数平均推动力（千摩尔/米3），可由下式计算：∆C C C C C C C C C m =-----()()ln ****22112211(3) C C 12**,为出、入塔液相被吸收组分的平衡浓度[千摩尔/米3]可由亨利定律求出:C=Hp=H·P·y(4)H ——溶解系数[千摩尔/米3·大气压]p ——被吸收组分气相分压[大气压]P ——总压[大气压]Y ——气相被吸收组分的摩尔分数KL：液相以分子浓度差表示推动力时的传质总系数。
液膜控制时，等于液相传质分系数[米/时]，与流动状况、装置特征、流体物性有关。
１、从吸收速率方程可知，欲测定传质系数，必先测出一定条件下的吸收速率和对数平均推动力。
它们可以根据气、液相CO2浓度、操作温度、压力、液流速率、圆盘尺寸、及数目等按式（2）、（3）、（4）求出。
２、对水与CO2系统，其液流速率对液相传质系数有显著影响。
二氧化碳吸收实验报告
二氧化碳吸收实验报告
《二氧化碳吸收实验报告》
实验目的：通过实验观察二氧化碳在不同条件下的吸收情况，了解二氧化碳在自然界中的行为。
实验材料：试管、烧杯、二氧化碳气源、水、苏打粉、酚酞指示剂。
实验步骤：
1. 在试管中倒入一定量的水，并加入少量的酚酞指示剂。
2. 将试管放在烧杯中，然后向试管中注入二氧化碳气体。
3. 观察试管中的颜色变化，记录下来。
4. 将苏打粉逐渐加入试管中，观察颜色的变化。
实验结果：
1. 当二氧化碳气体注入试管中时，试管中的水变成了酸性的红色。
2. 当加入苏打粉后，试管中的颜色逐渐变成了蓝色，表示二氧化碳被吸收。
实验分析：
通过这个实验，我们可以得出结论：二氧化碳在水中会形成碳酸，而碳酸在碱性物质的作用下会转化为碳酸盐，从而二氧化碳被吸收。
这个实验也说明了二氧化碳在自然界中被水体吸收的过程。
实验结论：
通过这个实验，我们了解了二氧化碳在不同条件下的吸收情况，也加深了对二氧化碳在自然界中的行为的理解。
这对于我们认识环境中的二氧化碳循环过程有着重要的意义。
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 。
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填料吸收塔实验【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。
【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ΔP 与气速u 的关系如图6-1-1所示：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 )(Ai A g A p p A k G -= （6-1-7） 液膜 )(A Ai l A C C A k G -=（6-1-8）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 +dP 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 （6-1-9） )(A A L A C C A K G -=*（6-1-10） 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 ；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，112---⋅⋅⋅Pa s m kmol ；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，1-⋅s m 。
若气液相平衡关系遵循享利定律：A AHp C =，则lg G HK k K 111+= （6-1-11） lg L k k H K 11+= （6-1-12） 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 = k g ； 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 。
如图6-1-3所示，在逆流接触的填料层内，任意截取一微分段，并以此为衡算系统，则由吸收质A 的物料衡算可得：A LLA dC F dG ρ=（6-1-13a ）式中：F L —液相摩尔流率，1-⋅s kmol ；ρL —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 )(-=*（6-1-13b ）联立上两式可得：AA A L L L C C dCaS K F dh -⋅=*ρ （6-1-13c ）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，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ρL的比值，亦即液相体积流率（Vs ）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（6-1-13c ），可得填料层高度的计算公式：h=0 ， 2.A A C C = h=h ， 1A A C C =⎰-⋅=*12A A C C AA AL sL C C dC aS K V h （6-1-14）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h = H L ×N L （6-1-15）若气液平衡关系遵循享利定律，即平衡曲线为直线，则式（6-1-14）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：AmA A L sL C C C aS K V h ∆-⋅=21 （6-1-16） AmA A L L C C C hH h N ∆-==/)(21 （6-1-17） 式中m A C .∆为液相平均推动力，即1122112212.21ln )()(A A A AA A A A A A A A AmC C C C C C C C C C In C C C -----=∆∆∆-∆=∆**** （6-1-18） 因为本实验采用纯水吸收二氧化碳，则A A A A Hp C C C ===***21 （6-1-19）二氧化碳的溶解度常数，EM H ww1⋅=ρ 13--⋅⋅Pa m koml （6-1-20） 式中：ρw —水的密度， ;3-⋅m kgM w —水的摩尔质量， 1-⋅kmol kg ； E —二氧化碳在水中的享利系数，Pa 。
因此，式（6-1-18）可简化为11ln A A AA Am C C C C C -=∆**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AmA A sL L l C C C hS V a K a k ∆-⋅==21 （6-1-21） 【实验条件】（1）仿真工艺图 图1. CO2吸收解吸现场图（2）主体设备根据对装置的认识，在下面的表格中填写相关内容。
表1 干燥设备的结构认识（3）测量仪表根据对流程的认识，在下面的表格中填写相关内容。
表2 测量仪表认识（4）实验流程说明吸收质（纯二氧化碳气体）由钢瓶经二次减压阀和转子流量计FI01，进入吸收塔塔底，气体由下向上经过填料层与液相水逆流接触，到塔顶经放空；吸收剂（纯水）由泵P102提供，经转子流量计FI02进入塔顶，再喷洒而下；吸收后溶液由塔底流入塔底液料罐中由解吸泵P103经流量计FI03进入解吸塔，空气由FI04流量计进入解吸塔塔底由下向上经过填料层与液相逆流接触，流量由旁路阀V A101调节，对吸收液进行解吸，然后自塔顶放空，U形液柱压差计用以测量填料层的压强降。
【实验步骤】⒈测量吸收塔干填料层（△P／Z）～u关系曲线（只做吸收塔）：先全开阀门V A101与进入吸收塔的空气进气阀V A102，打开空气流量计FI04上的阀门，将V A105的阀门打开少许，关闭解吸塔的空气进气阀V A103，启动风机，（先全开阀V A101和空气流量计阀,再利用阀V A101调节进塔的空气流量。
空气流量按从小到大的顺序）读取填料层压降△P（U形液柱压差计），然后在对数坐标上以空塔气速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。
⒉测量吸收塔在某喷淋量下填料层(△P／Z)～u关系曲线：先打开流量计FI02上的阀门，然后打开泵P102的开关，将水流量固定在40L ／h （水的流量因设备而定），然后用上面相同方法调节空气流量，并读取填料层压降△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40L ／h 时的（△P ／z ）～u •关系曲线，从图上确定液泛气速，并与观察的液泛气速相比较。
⒊ 二氧化碳吸收传质系数的测定： 吸收塔（水流量为60L/h ）⑴ 打开阀门V A101、V A102、V A103、V A104，关闭阀门V A105。
打开四个流量计上的阀门。
⑵ 调节水流量计FI02到给定值，然后打开二氧化碳钢瓶顶上的针阀，二氧化碳流量一般控制在0.1m 3/h 左右为宜，操作达到稳定状态之后，测量塔底的水温，同时点击取样阀V A3（V A1或V A2）取样，测定两塔塔顶、塔底溶液中二氧化碳的含量。
取样时只能同时开一个取样阀。
（实验时要注意吸收塔水流量计和解吸塔水流量计要一致，并注意吸收塔下的储料罐中的液位，对各流量计及时调节以达到实验时的操作条件不变）⑶ 二氧化碳含量的测定设定中和用氢氧化钡浓度，氢氧化钡体积，滴定盐酸浓度，取样体积，然后点击取样阀就能得出消耗的盐酸体积。
【注意事项】⒈ 开启CO2总阀前，要先关闭自动减压阀，开启开度不宜过大。
⒉ 实验时要注意吸收塔水流量计和解吸塔水流量计要一致，并注意吸收塔下的储料罐中的液位。
【报告内容】⒈ 实验数据的计算及结果⑴ 填料塔流体力学性能测定（以设备填料塔干填料时第4组数据为例）转子流量计读数：1.5.0m 3/h ；转子流量计处空气温度：16.1℃；填料层压降U 管读数：26.0 mmH 2O因为空气流量计处温度不是20℃，需要对读数进行校正，所以空气实际体积流量为实标实读实p p t V V ⨯+⨯+⨯=)20273()273(m 3／h空塔气速24/3600D Vu⋅⨯=）（实π（m/s ）单位填料层压降ZP∆（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，见图2。
⑵ 传质实验（以设备吸收塔的传质实验为例）(a).吸收液消耗盐酸体积V 1=8.3 ml ，则吸收液浓度为：溶液V V C V C C HC HC OH Ba OH Ba A 22ll 2)()(12-=kmol/m 3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，则塔顶水中CO 2浓度为：溶液V V C V C C HClHCl OH Ba OH Ba A 222)()(22-=由化工原理下册吸收这一章可查得CO 2亨利系数 则CO 2的溶解度常数为EM H ww1⨯=ρ 13--⋅⋅Pa m kmol塔顶和塔底的平衡浓度为0*2*1P ⋅=H C C A A ＝液相平均推动力为1*12*2211*12*21*12*21221m ln ln )()ln A A A A A A A A A A A A A A A A A A A C C C C C C C C C C C C C C C C C C C ---=-----∆∆∆∆∆（＝－＝ 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AmA A sL L l C C C hS V a K a k ∆-⋅==21 同样可以求得拉西环的传质实验结果。