实验五填料塔液传质膜系数测定
填料塔实验报告
填料吸收塔传质 数测定实验一、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．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； 二、基本原理气体吸收是典型的传质过程之一。
由于CO 2气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验常选择CO 2作为溶质组分。
本实验采用水吸收空气中的CO 2组分。
一般CO 2在水中的溶解度很小，即使预先将一定量的CO 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CO 2气体的解吸过程属于液膜控制。
因此，本实验主要测定K x a 和H OL 。
1．计算公式 填料层高度Z 为OL OL x x x ZN H x x dxa K L dZ z ⋅=-==⎰⎰*120令：吸收因数A=L/mG])1ln[(111121A mx y mx y A A N OL +----=2．测定方法（1）空气流量和水流量的测定本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。
（2）测定填料层高度Z 和塔径D ； （3）测定塔顶和塔底气相组成y 1和y 2； （4）平衡关系。
本实验的平衡关系可写成y = mx对清水而言，x 2=0,由全塔物料衡算 )()(2121x x L y y G -=- 可得x 1 。
三、实验装置 1．装置流程实验装置如图1所示。
本实验装置流程：由自来水来的水经离心泵加压后送入填料塔塔顶经喷头喷淋在填料顶层。
由压缩机送来的空气和由二氧化碳钢瓶来的二氧化碳混合后，一起进入气体中间贮罐，然后再直接进入塔底，与水在塔内进行逆流接触，进行质量和热量的交换，由塔顶出来的尾气经转子流量计后放空，由于本实验为低浓度气体的吸收，所以热量交换可略，整个实验过程看成是等温操作。
图1 吸收装置流程图2．主要设备（1）吸收塔：高效填料塔，塔径100mm，塔内装有金属丝网板波纹规整填料，填料层总高度1200mm。
实验五填料吸收塔实验
实验五填料吸收塔实验一、实验目的及任务1.了解填料吸收装置的基本流程及设备结构；2.掌握总体积吸收系数的测定方法；3.了解气体空塔速度和喷淋密度对总吸收系数的影响；4.了解气体流速与压降的关系；5.测定规定条件下的总吸收系数；6.综合几个组的实验结果，分析操作条件对总吸收系数的影响；3.测定填料塔的流体力学性能。
二、基本原理2.1流体力学实验填料塔的压力降与泛点气速是填料塔设计与操作的重要流体力学参数。
气体通过填料层的压力降将随气液流量的变化而改变。
填料层的压力降△P/Z与空塔气速U的关系如图所示。
当无液体喷淋（L=0）时，△P/Z～U关系在双对数座标中为一斜率在1.8～2.0之间的直线。
如图中AB线。
当有一定的喷淋量时，（图中曲线1，2，3对应的流体喷淋量依次增大）。
△P/Z～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/Z～U的关系线分为三个区段，即恒持液量区、载液区与液泛区。
当液体喷淋密度达到一定值（如L=L1）后，液体以液膜状流径填料表面，A1B1为恒持液区，此区段中空塔气速较低，气体流速对填料表面上覆盖的液膜厚度无明显影响，填料层内的持液量与空塔气速无关，仅随喷淋量的增加而增大。
此区段的△P/Z～U关系线与AB线平行，由于持液使填料层空隙率减小，故压降高于相同空塔气速下的干塔压降。
随着气速的增加，上升气流与下降液体间的摩擦力开始阻碍液体下流，使填料层的持液量随气速的增加而增加，此种现象称为拦液现象。
开始发生拦液现象时的空塔气速称为载点气速（如B1点）。
超过载点气速后，△P/Z～U关系线的斜率大于2。
在实测时，载点并不明显。
如果气速继续增大，由于液体不能顺利下流，而使填料层内持液量不断增多，以致几乎充满了填料层中的空隙，此时，压强降急据升高。
△P/Z～U关系线斜率可达10以上。
压强降曲线近于垂直上升的转折点称为泛点。
（如C1）达到泛点时的空塔气速称为液泛气速或泛点气速。
化工基础实验 填料塔液侧传质膜系数
5.5 5 4.5 4 3 3.5
lg(
4 Sherwood-Hollway关联图
L
L
)
CO2亨利系数E/Pa CO2溶解度系数H/ kmolm-3 Pa-1 体积流率，Vs,L/m3•s-1
[7]
[8] [9] [10] [11] [12] [13]
由13°C的物性数据
由13°C的物性数据
液 喷淋密度，W/m3m-2h-1 c L/kgm-2s-1 相 质量流速， A
平衡浓度， kmolm-3
GA kl A(c Ai c A )
以气相分压和液相浓度表示的总速率方程式为： G K A ( c GA KG A( pA p A ) A L A cA ) 若气液相平衡关系遵循亨利定律： c A
1 1 1 KG kg Hkl 1 H 1 KL kg kl
计算公式见下页
塔底浓度，cA,1 / kmolm-3
平均推动力，Δ cA,m/ kmolm-3 液相传质单元高度，HL/m
[14]
[15] [16]
液相传质单元数，N L
液相体积传质总系数，KLa/s-1 液膜体积传质膜系数，kl a/s-1
[17]
[18] [19]
1 [9] H MS E
2.测定并记录实验数据
实验序号 塔底温度，T1/°C
气 相
塔顶温度，T1/°C 塔底压强，p/MPa CO2流量，Vs,g/ m3•h -1 塔底温度，T1/°C 塔顶温度，T1/°C 10 20 20 30 40 50 0.1 0.1
液 相
水的流量，Vs,L/L•h -1
塔底采液量，V/mL
（或10）
dGA K L (c cA )aSdh
实验填料塔液相传质系数的测定lun
实验四填料塔液相传质系数的测定环工021 伦裕旻15号一、实验目的：吸收是传质过程的重要操作，应用非常广泛。
为强化吸收过程，必须研究传质过程的控制步骤，测定传质膜系数和总传质系数。
本实验采用水吸收CO2，测定填料塔的液相传质膜系数、总传质系数和传质单元高度，并通过实验确定液相传质系数和各项操作条件的关系。
通过本实验，学习并掌握研究物质传质过程的一种实验方法，并加深对传质过程原理的理解。
二、实验原理：根据双膜模型的基本假设，气相和液相的吸收质A的传质速率方程可分别表达为气膜D A=KgA(P A—P A i) (1)液膜G A=K1A（C Ai—C A）(2)公式中G A——A组分的传质速率，kmol．S-1;A——两相接触面积，m2;P A————气相A组分的平均分压，paP A i——相界面A组分的分压，paC A————液相A组分的平均浓度，kmol.m-3Kg——以分压表达推动力的气相传质膜系数，kmol.m-3K1————以物质的浓度表达推动力的液相传质膜系数，m.s-1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：D A=K G A(P A—P A*) (3)G A=K L A（C A*—C A）(4)式中P A*为液相中Ａ组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，paC A*为气相中Ａ组分的实际分压所要求的饿液相平衡浓度，kmol.m-3K G 为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 -２.S -1. pa -1K L 为以液相浓度表示推动力的总传质系数或 简称为液相传质总系数，m ．S -1; 若气液相平衡关遵循亨利定理：A A HP C =，则 ：1111Hk K k g G += （５）111k K H k g L += （６） 当气膜阻力远大于液膜阻力时，则相际传质过程受气膜传质速率控制，此时，g L 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 =。
填料塔中传质系数的测定
实验六吸收实验一、实验目的二、基本原理三、计算方法、原理、公式四、设备参数和工作原理五、操作步骤六、实验报告要求七、思考题八、注意事项实验目的1、了解填料吸收装置的基本流程及设备结构；2、了解填料特性的测量与计算方法；3、气液两相逆向通过填料层的压降变化规律以及液泛现象；4、喷淋密度对填料层压降和泛点速度的影响；5、测定在操作条件下的总传质系数K；6、了解吸收过程的基本操作与控制方法。
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。
在双对数坐标系中用压降对气速作图得到一条斜率为1.8-2的直线（图中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logbcdaa log△PU填料层压降空塔气速关系图1、填料塔流体力学特性：增大，压降-气速线向上弯曲，斜率变大，（图中cd 段）。
到液泛点（图中d 点）后在几乎不变的气速下，压降急剧上升。
测定填料塔的压降和液泛速度，是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜制作范围，选择合适的气液负荷。
log b c da a log △PU 填料层压降空塔气速关系图2、传质实验：填料塔与板式塔内气液两相的接触情况有着很大的不同。
在板式塔中，两相接触在各块塔板上进行，因此接触是不连续的。
但在填料塔中，两相接触是连续地在填料表面上进行，需计算的是完成一定吸收任务所需填料高度。
填料层高度计算方法有传质系数法、传质单元法以及等板高度法。
总体积传质系数KYa是单位填料体积、单位时间吸收的溶质量。
它是反映填料吸收塔性能的主要参数，是设计填料高度的重要数据。
本实验是水吸收空气-氨混合气体中的氨。
混合气体中氨的浓度很低。
吸收所得的溶液浓度也不高。
气液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律（即平衡线在x-y 坐标系为直线）。
填料吸收塔传质系数测定实验报告数据处理
填料吸收塔传质系数测定实验报告的数据处理是为了从实验数据中计算出填料吸收塔的传质系数。
下面是一个常见的数据处理步骤，供参考：
1. 数据整理：整理实验所得数据，包括填料层高度、溶液进口浓度、出口浓度等参数，以及实验过程中记录的温度、压力等信息。
2. 确定传质模型：根据实验设计和填料吸收塔的结构特点，确定适合的传质模型，如洗涤理论、湿壁传质模型等。
3. 建立浓差和质量平衡方程：根据传质模型和实验条件，建立质量平衡和浓差方程，用以描述塔内物质的传质过程。
4. 参数拟合：通过最小二乘法等拟合方法，将实验数据与传质模型进行拟合，得到各传质参数的估计值。
这可能涉及到填料层高度、传质系数、扩散系数等参数。
5. 统计分析：进行相关的统计分析，如计算参数估计的标准误差或置信区间，以评估参数估计的精确性和可靠性。
6. 结果解释：根据参数估计结果，计算填料吸收塔的传质系
数，并结合理论知识和实验结果，对传质过程进行分析和解释。
需要注意的是，数据处理的具体方法和步骤可能因实验设计和传质模型的不同而有所差异。
在进行数据处理时，应参考相关的传质模型和实验设计，并根据实际情况进行适当的调整和修正。
此外，数据处理的结果应结合实验结果和领域知识进行分析和解释，以得出准确且有意义的结论。
填料塔传质系数测定
一、实验目的1、观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。
2、掌握总传质系数的测定方法并分析影响因素。
二、实验原理本装置先用吸收柱讲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aK，并进行关联，得到xa Vb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K⋅aAL=x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，此压降对气速作图可得一斜率为1.8～2的直线（图中aa线）。
当有喷淋量时，在低气速下（c点以前）压降也正比于气速的1.8～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。
随气速的增加，出现载点（图1中c点），持液量开始增大，压降-气速线向上弯，斜率变陡（图中cd段）。
到液泛点（图中d点）后，在几乎不变的气速下，压降急剧上升。
图一填料层压降-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质平均推动力。
整理得到相应的传质速率方式为：m p x A x V a K G ∆••=m p A x x V G a K ∆•= 其中 22112211ln )()(e e e e m x x x x x x x x x -----=∆()21x x L G A -= 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 xx dxa K L Z •=-Ω•=⎰12 即 OL OL N Z H /= 其中 mx x e OL x x x x x dxN ∆-=-=⎰2112， Ω•=a K L H x OL式中：G A —单位时间内氧的解吸量[Kmol/h] K x a —总体积传质系数[Kmol/m 3•h•Δx] V P —填料层体积[m 3] Δx m —液相对数平均浓度差x 1 —液相进塔时的摩尔分率（塔顶）x e1 —与出塔气相y 1平衡的液相摩尔分率（塔顶） x 2 —液相出塔的摩尔分率（塔底）x e2 —与进塔气相y 2平衡的液相摩尔分率（塔底） Z —填料层高度[m] Ω —塔截面积[m 2] L —解吸液流量[Kmol/h]H OL —以液相为推动力的传质单元高度 N OL —以液相为推动力的传质单元数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K x =k x , 由于属液膜控制过程，所以要提高总传质系数K x a ，应增大液相的湍动程度。
填料塔吸收传质系数的测定
填料塔吸收传质系数的测定填料塔是一种常用的传质设备，广泛应用于化工、环保等领域。
在填料塔中，气相和液相通过填料的接触和传质过程实现物质的分离和转移。
填料塔的传质性能是评价其性能优劣的重要指标之一，而填料塔吸收传质系数的测定则是评估其传质性能的重要手段之一。
填料塔吸收传质系数的测定是通过实验方法来确定填料塔在给定操作条件下的传质效率。
传质系数是描述填料塔传质性能的重要参数，它反映了气相和液相之间物质传递的速率和效果。
传质系数的大小直接影响到填料塔的传质效率和设备的经济性。
填料塔吸收传质系数的测定通常采用实验室或中试设备进行。
首先，需要准备好填料塔的实验装置，包括填料塔本体、进料管道、出料管道、气相和液相流量计等。
然后，选择合适的试验液体和气体，并将其分别输入填料塔中。
在实验过程中，通过调节流量和操作参数，使填料塔达到稳定工况，确保实验结果的准确性。
填料塔吸收传质系数的测定可以采用不同的方法，如湿式法、干式法、滴定法等。
其中，湿式法是最常用的方法之一。
在湿式法中，通过测量进料液体和出料液体的浓度差异，计算出传质系数。
具体步骤如下：1. 将试验液体注入填料塔中，使其充满整个填料层。
2. 开始实验，记录进料液体和出料液体的流量和浓度。
3. 在实验过程中，保持填料塔的稳定工况，确保液体和气体的接触充分。
4. 定期取样，测量出料液体的浓度。
5. 根据浓度差异，计算出传质系数。
在填料塔吸收传质系数的测定中，需要注意以下几点：1. 实验条件的选择：实验条件包括温度、压力、流量等，需要根据具体情况进行选择。
实验条件的选择应尽可能接近实际工况，以保证实验结果的可靠性。
2. 填料的选择：填料的选择对传质性能有着重要影响。
不同的填料具有不同的表面积和孔隙结构，会影响到气液接触的充分程度和传质效果。
因此，在实验中应选择合适的填料，以保证实验结果的准确性。
3. 数据处理和分析：在实验结束后，需要对实验数据进行处理和分析。
通过计算和比较不同试验条件下的传质系数，可以评估填料塔的传质性能，并进行优化和改进。
填料塔总传质系数的测定
填料塔总传质系数的测定1. 实验基本参数 1） 室温：17℃2） 试剂 NaOH 的浓度C NaOH =0.05mol/L 用量V NaOH =25.00mL盐酸浓度C HCl =0.1mol/LCO 2流量：0.1m ³/h2. 实验原始数据整理如下表：3. 经查文献，一些常数如下：大气压强P A =100KPA ； 20℃时CO 2的亨利系数E 为1.44*108PA ； 填料层的高度H 为0.3米；料塔的横截面积S 为1.9625*10-3㎡；因为液测体积传质膜系数等于液相体积传质总系数，则k L =K L *ɑ=c c c hmA A A ssV ,2,1,_∆*又 ∆C A,m =c c c c A A A A Ln 1,2,2,1,∆∆∆-∆=cc c c c c c cA A A A A A A A Ln1,*1,2,*2,1,*1,2,2,)()(-----*常温常压下CO 2在水中的溶解度非常小，可以忽略不计，即C A ，2=0故∆C A,m =c c ccA A AA Ln1,**1,-，因此传质膜总系数=L k *hSVs c cccA AAA Ln1,**1,-由亨利定律得：C*A,1= C*A,2= C*A =HP A =0.0386Kmol/m 3根据公式：m v c c kmol VHCl HCl A 3∙=（注：V HCl 为实际用量，即空白实验用量与滴定试验用量之差）计算结果如下表：绘制传质膜总系数k l —水流量V s 的关系如下图：R=0.95（注：R 为相关系数，越接近1，表示相关性越好）传质膜总系数k水流量有实验数据可知，当水流量V s 为30L/h 时，滴定所消耗的盐酸用量有误，应舍去，则传质膜总系数k l —水流量传质膜总系数k水流量EAdj. R-SquarB B。
填料塔吸收传质系数的测定实验报告
填料塔吸收传质系数的测定实验报告1. 实验目的和背景大家好，今天我们要聊聊填料塔的吸收传质系数测定。
这听起来有点高大上，但其实就是在说我们如何通过实验来搞清楚填料塔里物质是怎么转移的。
简单来说，就是想知道在这个塔里，气体和液体交换的效率如何。
为了让大家更清楚，我们不妨用个比喻：就像在厨房里，你把一大锅水煮开了，往里面放盐，盐在水里溶解的速度就是我们实验要探讨的“传质系数”。
当你把这锅盐水煮开得再热一点，盐溶解得就会更快；同样的，填料塔里气体和液体的接触也影响了它们的传质效率。
2. 实验装置和材料2.1 填料塔的选择说到实验装置，我们用的是一个高大上的填料塔。
你可以把它想象成一根长长的管子，里面塞满了各种填料，就像一个巨大的“搅拌机”。
这些填料的作用就是增加气体和液体的接触面积，让它们能够更好地“拥抱”在一起。
我们选择的塔很精致，内部填料都是按照标准配置的，保证实验的准确性。
2.2 试剂和操作在试剂方面，我们用的是气体和液体的混合物，比如说氮气和水。
氮气在这里是我们的“主角”，水则是“配角”。
我们设定了不同的操作条件，比如流量、温度这些，确保实验的数据能真实反映传质的情况。
操作的时候，我们小心翼翼，就像对待宝贝一样，确保每一个步骤都尽可能完美。
3. 实验过程3.1 实验步骤好了，进入实际操作了。
首先，我们把填料塔组装好，像拼乐高一样把各种组件搭配在一起。
接下来，我们把液体和气体分别送入塔中。
你可以想象一下，这就像是在塔里开了一场“舞会”，气体和液体在里面跳舞。
为了让这场舞会更有趣，我们调节了不同的流量和温度，这样就能观察到它们的互动效果。
3.2 数据收集和分析接着就是收集数据的部分了。
我们记录下每一组实验的结果，像记笔记一样详细。
这些数据会告诉我们不同条件下气体和液体的传质系数。
然后，我们用这些数据计算出吸收传质系数，看看它在不同条件下的表现如何。
分析数据的时候，我们得像破案一样，仔细找出规律，看看哪种条件下传质效果最好。
实验五填料塔液侧传质膜系数的测定
实验五填料塔液侧传质膜系数的测定一、实验目的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。
本实验采用水吸收二氧化碳，测定填料塔的液侧传质膜系数、总传质系数和传质单元高度，并通过实验确立液侧传质膜系数与各项操作条件的关系。
通过实验，学习掌握研究物质传递过程的一种实验方法，并加深对传质过程原理的理解。
二、实验原理图1 双膜模型浓度分布图 图2 填料塔的物料衡算图双膜模型的基本假设，气侧和液测得吸收质A 的传质速率方程可分别表达为 气膜 G A = k gA (p A －p Ai ) (1) 液膜 G A = k lA (C Ai －C A ) (2) 式中：G A －A 组分的传质速率，kmol ·s -1 A －两相接触面积，m 2；p A －气侧A 组分的平均分压，P a ； p Ai －相界面上A 组分的分压，P a ；C A － 液侧A 组分的平均浓度，kmol ·m 3； C Ai －相界面上A 组分的浓度，kmol ·m 3；k g －以分压表达推动力的气侧传质膜系数，kmol ·mv ·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。
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 GA (p A －p A *) (3) G A = K LA (C A *－C A ) (4) 式中：p A *为液相中A 组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa ；C A *为气相中A 组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，kmol · m 3；K G 为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 2·s -1·Pa -1；K L 为以液相浓度表示推动力的总传质系数，或简称为液相传质总系数，m ·s -1。
填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定
实验步骤（1）
1、打开气相色谱。
2、检查丙酮汽化器中是否需要补充丙酮，丙酮 汽化器中丙酮的液位须超过50%。
3、打开进入高位槽的自来水龙头，保持从高位 槽溢流管始终有适量水溢出。
4、关闭气、液流量计，关闭塔底液体出口阀， 关闭空压机出口阀门。
由吸收过程分析可知：
改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最 常用方法，当气体流量G不变时，增加吸收剂流量 L，操作线的斜率增加，出口气体的组成下降，吸 收率增大，溶质吸收量增加，吸收速率增加。当 液相阻力较小时，增加液体的流量，总传质系数 变化较小或基本不变。溶质吸收量的增加主要是 由于传质平均推动力的增大而引起的，即此时吸 收过程的调节主要靠传质推动力的变化。当液相 阻力较大时，增加液体的流量，总传质系数大幅 度增加，而平均推动力可能减少，但总的结果是 使传质速率增大，溶质吸收量增大。
实验装置流程示意图
流程简介：
由空气压缩机1提供的空气，经压力定值器2 定值为2×104Pa，并经转子流量计4计量后，进 入内盛丙酮的丙酮汽化器5，产生丙酮和空气的 混合气，混合气从输气管道由塔底进入填料吸收 塔7，在塔内同自塔顶喷下的水逆流接触，被吸 收掉其中大部分丙酮后，从塔顶部气体出口9排 出。由恒压高位槽13底部流出的吸收剂（水）， 经转子流量计15计量，流经电加热器16，由塔 顶喷入吸收塔，吸收了空气中的丙酮后，由塔底 经液封装置11排入吸收液贮罐。
溶积吸收传质系数（kmol/m3·h）。
（1）吸收速率NA
由吸收塔的物料衡算可得
N A G(Y1 Y2 )
式中：G---气相流量（kmol/h）； Y1、Y2---气相进、出塔浓度。
填料塔吸收传质系数的测定实验报告
填料塔吸收传质系数的测定实验报告大家好，今天我要给大家分享一下我们实验室做的填料塔吸收传质系数的测定实验。
这个实验可是非常有趣的哦，而且对我们以后的学习和工作都有很大的帮助呢！我们要了解一下什么是填料塔。
填料塔是一种常见的化工设备，主要用于气液两相的传质过程。
而传质系数就是衡量这种传质过程的重要参数之一。
那么，传质系数又是什么呢？简单来说，传质系数就是单位时间内通过单位面积的传质质量。
我们做实验的目的就是要测定填料塔中液体和气体之间的传质系数，以便更好地了解填料塔的工作性能。
接下来，我们就要开始实验了。
我们需要准备好实验所需的仪器和材料。
这些仪器包括：天平、滴定管、烧杯、量筒、玻璃棒等；材料包括：标准溶液、乙醇、水等。
还有我们可爱的填料塔模型啦！在实验开始之前，我们首先要对填料塔进行清洗。
因为如果填料塔内有杂质，那么测量出来的传质系数就会受到影响。
所以，我们要把填料塔里的每一个角落都清洗干净，确保没有残留物。
清洗完毕后，我们就可以开始实验了。
我们需要将一定量的液体倒入烧杯中，然后用滴定管逐滴加入乙醇。
在加入乙醇的过程中，我们要不停地摇晃烧杯，使得液体与乙醇充分混合。
接着，我们要用天平称出一定量的气体(如空气),并将其通过玻璃棒导入烧杯中。
在这个过程中，我们要保持天平的稳定，以免影响测量结果。
当液体与气体充分混合后，我们就可以开始测量了。
我们需要用量筒量取一定量的混合液体，然后倒入装有标准溶液的烧杯中。
接着，我们要用滴定管逐滴加入已知浓度的标准溶液，直到混合液体的颜色达到我们预期的程度。
在这个过程中，我们要保持滴定速度的稳定，以免影响测量结果。
我们就可以开始计算传质系数了。
根据传质系数的计算公式：C = Q / A * M * V,其中C表示传质系数，Q表示单位时间内通过单位面积的传质质量，A表示固体表面的面积，M表示液体的粘度，V表示液体的流速。
我们可以根据实验数据代入公式进行计算。
在计算过程中可能会遇到一些问题，比如说计算结果与理论值相差较大等。
化工原理实验报告-填料吸收塔传质系数的测定
化工原理实验报告——填料吸收塔传质系数的测定姓名： XXX学号： XXXXXXXXXXX学院：化学与化工学院专业：化学工程与工艺年级： 20XX 级实验日期： 20XX年XX月XX日实验条件：空气流量5.0m3/h，CO2流量3.0L/min，水流量0.40m3/h福建师范大学Fujian Normal University填料吸收塔传质系数的测定一、实验目的1、掌握吸收总传质系数K Ya或K Xa的测定方法；2、了解填料吸收塔的结构和流程，能定性分析操作条件的变化对结果的影响；3、熟悉各仪器仪表的读数方法，了解气相色谱仪和六通阀的使用方法。
二、实验内容本实验采用水吸收气相物流中的CO2，在不同条件下，测定气相中CO2进出口浓度，并计算溶质的吸收率E A，过程平均推动力或吸收因子，传质单元数N OL,液相总传质单元高度H OL和总传质系数K Xa。
三、实验原理1、吸收原理（1）吸收操作吸收操作主要是利用气体混合物的各组分在液体中的溶解性质不同，将其与适当的液体接触，混合气中易溶的一个或几个组分便溶于该液体内形成溶液，而不能溶解的组分则仍留在气相，从而实现气体混合物的分离。
（2）吸收操作所用的液体称为吸收剂或溶剂（S）；混合气中被溶解吸收的组分称为吸收质或溶质（A）；不被吸收的组分称为惰性组分或载体（B）；所得到的溶液称为吸收液；排出气体称为吸收尾气。
2、吸收计算（1）吸收率E AE A=被吸收的溶质量（kmol）吸收前气相中的溶质总数=V(Y0−Y e)=1−Y eY0、Y e——分别表示初始与吸收终了时气体中溶质的摩尔比；V——惰性气体B的流量，kmol/h。
吸收率愈高表示气体混合物的分离愈完全。
（2）对数平均推动力法传质单元数的表达式中Y∗或X∗是液相或气相的平衡组成，需要用相平衡关系确定，CO2在水中的溶解平衡可视为直线，因此本实验传质单元数的求解可用对数平均推动力法或吸收因数法。
以下标“1”表示塔底截面，下标“2”表示塔顶截面，对数平均推动力法相关公式如下：N OL=X1−X2∆X m式中ΔXm 为过程平均推动力，即∆X m=∆X1−∆X2ln∆X1∆X2=(X1∗−X1)−(X2∗−X2)lnX1∗−X1X2∗−X2吸收因数法的相关公式如下：N OL=11−Aln[(1−A)Y1−mX2Y1−mX1+A]其中A=L mV⁄,称为吸收因子，A愈大愈容易吸收。
填料塔传质系数测定实验报告 -回复
填料塔传质系数测定实验报告 -回复填料塔是一种用来进行气体或液体的传质操作的设备，大多数都是在化工生产中用来进行挥发性气体的吸收或化学反应等操作，因此填料塔的传质系数测定对于保障化工生产的稳定性和安全性有着至关重要的作用。
测定填料塔传质系数的方法多种多样，但是目前比较常用和可行的方法是使用质量守恒法和色谱法进行测定。
质量守恒法主要是通过对于填料塔入口和出口之间物质的平衡控制来计算传质系数，其步骤如下：1. 确定待测物质的浓度和流量，测量填料塔入口和出口之前的温度。
2. 在填料塔内放置一个适当的试样，将该试样与一个测量器连接，以便能够测量试样内物质浓度的变化，同时进行试样内压力和流量的测量。
3. 开始运行填料塔，等到试样内物质浓度稳定后开始记录数据。
4. 记录每个时间间隔内试样内物质浓度、出口前后的温度、压力和流量等数据。
5. 根据质量守恒法，计算填料塔传质系数。
色谱法主要是通过测量某一种在填料塔内的物质的浓度变化来计算传质系数，其步骤如下：1. 确定待测物质的组分，在填料塔内确定该组分的位置，并预先将其浓度进行测量。
2. 连接某一种可以检测待测物质的测量仪器，例如气相色谱仪，保证其可靠性和精度。
3. 开始运行填料塔，等到待测物质稳定分布后，记录每个时间间隔内待测物质在填料塔内的浓度变化和温度等数据。
4. 通过数学方法计算填料塔传质系数。
两种方法的测定精度和测量时间各不相同，取决于具体的填料塔传质系数测定工艺。
在填料塔传质系数测定过程中，为了保证数据的准确性和精度，需要注意以下几点：1. 安全是首要考虑，对于药品、危险品、高温高压液体和气体等，必须做好相应的防护和保护措施。
2. 所选取的填料样品必须具备代表性和典型性，否则会影响传质系数的计算准确性。
3. 实验时必须对于实验仪器进行周全的检查和调整，保证其出现故障时能够及时修理和备用。
4. 记录数据时必须严格按照要求进行规范化，防止由于人为因素造成的数据失真。
填料塔吸收传质系数的测定
填料塔是一种用于吸收传质的设备，它具有良好的吸收传质能力，可以有效地减少污染物的浓度。
因此，测定填料塔吸收传质系数是非常重要的。
测定填料塔吸收传质系数的方法有很多，主要包括气液接触法、液液接触法、液液混合法和液液混合法。
1、气液接触法：气液接触法是最常用的测定填料塔吸收传质系数的方法，它主要是用来测定污染物的气体溶解度。
采用这种方法，首先要准备一个气液接触器，将污染物溶解在水中，再将其放入气液接触器中，然后控制气液接触器的温度和压力，使污染物溶解在气体中，最后测定污染物在气体中的溶解度，便可以得出填料塔吸收传质系数。
2、液液接触法：液液接触法是一种测定填料塔吸收传质系数的常见方法，它主要是用来测定污染物在液体中的溶解度。
采用这种方法，首先要准备一个液液接触器，将污染物溶解在水中，然后将其放入液液接触器中，控制液液接触器的温度和压力，使污染物溶解在液体中，最后测定污染物在液体中的溶解度，便可以得出填料塔吸收传质系数。
3、液液混合法：液液混合法是一种测定填料塔吸收传质系数的方法，它主要是用来测定污染物在液体混合物中的溶解度。
采用这种方法，首先要准备一个液液混合器，将污染物溶解在水中，然后将其放入液液混合器中，控制液液混合器的温度和压力，使污染物溶解在液体混合物中，最后测定污染物在液体混合物中的溶解度，便可以得出填料塔吸收传质系数。
以上是测定填料塔吸收传质系数的常用方法，这些方法的使用可以有效地减少污染物的浓度，从而达到净化环境的目的。
总之，测定填料塔吸收传质系数是非常重要的，可以有效地减少污染物的浓度，从而达到净化环境的目的。
此外，合理的使用填料塔也有助于保护环境，保护人类健康。
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实验五填料塔液传质膜系数测定————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验五 填料塔液侧传质膜系数的测定一、实验目的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。
本实验采用水吸收二氧化碳，测定填料塔的液侧传质膜系数、总传质系数和传质单元高度，并通过实验确立液侧传质膜系数与各项操作条件的关系。
通过实验，学习掌握研究物质传递过程的一种实验方法，并加深对传质过程原理的理解。
二、实验原理图1 双膜模型浓度分布图 图2 填料塔的物料衡算图双膜模型的基本假设，气侧和液测得吸收质A 的传质速率方程可分别表达为 气膜 G A = k gA (p A －p Ai ) (1) 液膜 G A = k lA (C Ai －C A ) (2) 式中：G A －A 组分的传质速率，kmol ·s -1 A －两相接触面积，m 2；p A －气侧A 组分的平均分压，P a ； p Ai －相界面上A 组分的分压，P a ；C A － 液侧A 组分的平均浓度，kmol ·m 3； C Ai －相界面上A 组分的浓度，kmol ·m 3；k g －以分压表达推动力的气侧传质膜系数，kmol ·mv ·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。
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 GA (p A －p A *) (3) G A = K LA (C A *－C A ) (4)式中：p A *为液相中A 组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa ；C A *为气相中A 组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，kmol · m 3；K G 为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 2·s -1·Pa -1；K L 为以液相浓度表示推动力的总传质系数，或简称为液相传质总系数，m ·s -1。
若气液相平衡关系遵循亨利定律：C A = Hp A ，则(5)(6)当气膜阻力远大于液膜阻力时，则相际传质过程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2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：ALLA dC F dG ρ=(a)式中：F L 为液相摩尔流率，kmol ·s -1； ρL 为液相摩尔密度，kmol ·s 3；根据传质速率基本方程，可写出该为分段的传质速率微分方程： dG A = K L (C A *－C A )aSdh (b) 联立(a)和(b)两式可得：(c)式中:a 为气液两相接触的比表面积，m 2/m 3， S 为填料塔的横截面积，m 2本实验采用水吸收纯二氧化碳，且已知二氧化碳在常温下溶解度较小，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(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(c)式，可得填料层高度的计算公式： h=0 C A =C A ，2 h=h C A =C A ，1；(7)令 ，且称H L 为液本传质单元高度（HTU ）；，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 (8)若气液平衡关系遵循亨利定律，即平衡曲线为直线，则（7）式可用解析法解得填料层高度的计算式，亦即可用下列平均推动力法计算填料层高度和液相传质单元高度：m A A A L L S C C C aS K V h ,2,1,,∆-⋅=(9)(10)式中ΔC A ,m 为液相平均推动力，即(11)因为本实验采用纯水吸收纯二氧化碳，则 C A ,1* = C A ,1*= C A *= HpA = Hp (12) 二氧化碳的溶解度常数，kmol ·m 3·Pa -1 (13)式中ρc 为水的密度，kg ·m -3；Mc 为水的摩尔质量，kg ·kmol -1；E 为亨利系数，P a 。
因此，（10）式可简化为 (14) 又因本实验采用的物系有仅遵循亨利定律，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(15)对于填料塔，液侧体积传质膜系数与主要影响因素之间的关系，曾有不少研究者由实验得出各种关联式。
其中，Sherwood －Holloway 得出如下关联式：(16)式中：DL－吸收质在水中的扩散系数，m2·s-1；L－液体质量流速，kg·m2·s-1；μL －液体粘度，Pa·s或kg·m-1·s-1；ρL－液体密度，kg·m3。
应该注意的是Sherwood－Hollwoay关联式中，(kl a/DL)和(L/μL)两相没有特性长度。
因此，该式也不是真正无因次准数关联式。
该式中A，m和n的具体数值需在一定条件下由实验求取。
三、实验装置本实验装置由清华华教公司制造安装。
本实验装置由填料吸收塔、二氧化碳钢瓶、高位稳压水槽和各种测量仪表组成，其流程如图3所示。
图3 填料吸收塔液侧传质膜系数测定实验装置流程1、二氧化碳钢瓶2、减压阀3、二氧化碳流量计4、填料塔5、滴定计量球6、压差计7、水流量计8、高位水槽填料吸收塔采用直径为50mm的玻璃柱。
柱内装填Φ5mm球形玻璃填料，填充高度300mm。
吸收质——纯二氧化碳气体由钢瓶经二次减压阀、调节阀和转子流量计，进入塔底。
气体由上向下经过填料层与液相逆流接触，最后由柱顶放空。
吸收剂——水由高位稳压水槽，经调节阀和流量计，进入塔顶，再喷洒而下。
吸收后溶液由塔底经Π形管排出。
U形液柱压差计用以测量塔底压强和填料层的压强降。
四、实验方法实验前，首先检查填料塔的进气阀和进水阀，以及二氧化碳二次减压阀是否均已关严；然后打开二氧化碳钢瓶顶上的针阀，将压力调至1MPa ；同时，向高位稳压水槽注水，直至溢流管有适量水溢流而出。
实验操作可按如下步骤进行：(1)缓慢开启进水调节阀，水流量可在10－50L ·h -1范围内选取。
一般在此范围内选取5-6个数据点。
调节流量时一定要注意保持高位稳压水槽有适量溢流水流出。
以保证水压稳定。
(2)缓慢开启进气调节阀。
二氧化碳流量一般控制在0.1m 3·h -1左右为宜。
(3)当操作达到定常状态之后，测量塔顶和塔底的水温和气温，同时，测定塔底溶液中二氧化碳的含量。
溶液中二氧化碳含量的测定方法：用吸量管吸取0.1MBa(OH)2溶液10mL ，放入三角瓶中，并由塔底附设的计量管滴入塔底溶液20mL ，再加入酚酞指示剂数滴，最后用0.1N 盐酸滴定，直至其脱除红色的瞬时为止。
由空白试验与溶液滴定用量之差值，按下式计算得出溶液中二氧化碳的浓度：22)()(02.0)201.0(OH Ba OH Ba HClHCl A N N V N C ⋅-=kmol ·m -3 (17)式中N HCl 为标准盐酸溶液的当量浓度，V HCl 为实际滴定用量，即空白试验用量与滴定试样使用量之差值,mL ；V 为塔底溶液采样量,mL 。
五、实验结果1、测量并记录实验基本参数 (1)填料柱：柱体内径:d= mm 填料型式:填料规格:Φ= mm 填料层高度:h= mm 比表面积:αf = m 2/m 3 堆积密度:ρb = kg/m 3 空隙率:ε=(2)大气压力：P= MPa (3)室温：T= ℃(4)试剂：Ba(OH)2溶液浓度= mol/L用量VBa(OH)2= mL 盐酸浓度= mol/L2、测定并记录实验数据实验序号 1 2 3 4 5气相塔底气温，Tg,1/℃塔顶气温，Tg,2/℃CO2流量，Vs,g/m3·h-1液相塔底液温，TL,1/℃塔顶水温，TL,2/℃水的流量，Vs,L/Lh-1塔底采样量，V/mL盐酸滴定量，VHCl/mL其中纯水的盐酸滴定量为 mL。
3、整理实验数据，并可参考下表做好记录：实验序号 1 2 3 4 5气相平均温度，Tg/ ℃CO2密度，ρg/kg·m-3液相平均温度，TL/ ℃液体密度，ρL/ kg·m-3体积流率，Vs,L/10-6m3·s-1塔顶浓度，CA,2/kmol·m-3塔底浓度，CA,1/10-2kmol·m-3传质速率，CA/10-8kmol·s-1平均推动力，ΔGA,m/kmol·m-3传质单元高度，HL/m液相体积传质总系数，KLa/10-3s-1液相体积传质膜系数，Ka/10-3s-1列出上表中各项计算式。