双驱动搅拌器测定气液传质系数
液液传质系数实验报告
液液传质系数实验报告液液传质系数实验报告摘要：本实验旨在通过测定液液传质系数，探究溶质在溶液中的传质规律。
实验采用了两种不同浓度的溶液，并通过测定两者之间的传质速率，计算出液液传质系数。
实验结果表明，液液传质系数与浓度差异呈正相关关系。
本实验对于深入理解溶质在溶液中的传质过程具有重要意义。
引言：液液传质是化学工程中的重要研究内容之一。
液液传质系数是描述液液传质速率的物理量，它反映了溶质从一种液体向另一种液体的传质能力。
液液传质系数的测定对于理解溶质在溶液中的传质规律以及优化工艺过程具有重要意义。
实验方法：1. 实验器材准备：试管、移液管、计时器、天平等。
2. 实验药品准备：选取两种不同浓度的溶液，如A溶液和B溶液。
3. 实验步骤：a. 取两个试管，分别加入相同体积的A溶液和B溶液。
b. 使用移液管将A溶液中的一定体积溶质转移到B溶液中，并立即开始计时。
c. 每隔一段时间，取出一定体积的B溶液，称重并记录质量。
d. 根据质量变化的速率计算液液传质系数。
实验结果与讨论：根据实验数据，我们可以计算出液液传质系数。
实验结果显示，液液传质系数与溶质浓度差异呈正相关关系。
换句话说，浓度差异越大，传质速率越快。
这与传质规律的理论预期相符。
在实验过程中，我们还发现了其他一些现象。
首先，传质速率在刚开始时较快，然后逐渐减慢，最终趋于稳定。
这是因为初始时溶质浓度差异较大，传质速率较快，随着时间的推移，浓度差异减小，传质速率逐渐减慢。
其次，传质速率与溶液的搅拌程度密切相关。
当溶液搅拌速度较快时，传质速率会增加。
通过本实验，我们不仅了解了液液传质系数的测定方法，还深入理解了溶质在溶液中的传质规律。
液液传质系数的测定对于优化化工过程、提高传质效率具有重要意义。
在实际工程中，我们可以通过调整溶液浓度差异、控制搅拌速度等方式来改善传质效果。
结论：本实验通过测定液液传质系数，探究了溶质在溶液中的传质规律。
实验结果表明，液液传质系数与溶质浓度差异呈正相关关系。
实验三 连续搅拌釜式反应器液相反应的动力学参数测定
实验三 连续搅拌釜式反应器液相反应的动力学参数测定一、实验目的连续流动搅拌釜式反应器与管式反应器相比较，就生产强度或溶剂效率而论，搅拌釜式反应器不如管式反应器，但搅拌釜式反应器具有其独特性能，在某些场合下，比如对于反应速度较慢的液相反应，选用连续流动的搅拌釜式反应器就更为有利，因此，在工业上，这类反应器有着特殊的效用。
对于液相反应动力学研究来说，间歇操作的搅拌釜式反应器和连续流动的管式反应器都不能直接测得反应速度，而连续操作的搅拌釜式反应器却能直接测得反应速度。
但连续流动搅拌釜式反应器的性能显著地受液体的流动特性的影响。
当连续流动搅拌釜式反应器的流动状况达到全混流时，即为理想流动反应器——全混流反应器，否则为非理想流动反应器。
在全混流反应器中，物料的组成和反应温度不随时间和空间而变化，即浓度和温度达到无梯度，流出液的组成等于釜内液的组成。
对于偏离全混流的非理想流动搅拌釜式反应器，则上述状况不复存在。
因此，用理想的连续搅拌釜式反应器（全混流反应器）可以直接测得本征的反应速度，否则，测得的为表观反应速度。
用连续流动搅拌釜式反应器进行液相反应动力学，通常有三种实验方法：连续输入法、脉冲输入法和阶跃输入法。
本实验采用连续输入的方法，在定常流动下，实验测定乙酸乙酯皂化反应的反应速度和反应常数。
同时，根据实验测得不同温度下的反应速度常数，求取乙酸乙酯皂化反应的活化能，进而建立反应速度常数与温度关系式（Arrhenius formula ）的具体表达式。
通过实验练习初步掌握一种液相反应动力学的实验研究方法。
并进而加深对连续流动反应器的流动特性和模型的了解；加深对液相反应动力学和反应器原理的理解。
二、实验原理1．反应速度 连续流动搅拌釜式反应器的摩尔衡算基本方程： dtdn dV r F F A vA A AO =---⎰)(0 （1） 对于定常流动下的全混流反应器，上式可简化为0)(=---V r F F A A AO （2） 或可表达为VF F r A AO A -=-)( （3） 式中；AO F ——流入反应器的着眼反应物A 的摩尔流率， 1-⋅s mol ；A F ——流出反应器的着眼反应物A 的摩尔流率， 1-⋅s mol ；)(A r -——以着眼反应物A 的消耗速度来表达的反应速度，13--⋅⋅s mmol ；由全混流模型假设得知反应速度在反应器内一定为定值。
(完整版)13液液传质系数的测定
液液传质系数的测定A 实验目的(1) 掌握用刘易斯池测定液液传质系数的实验方法； (2) 测定醋酸在水与醋酸乙酯中的传质系数;(3) 探讨流动情况、物系性质对液液界面传质的影响机理。
B 实验原理实际萃取设备效率的高低，以及怎样才能提高其效率，是人们十分关心的问题。
为了解决这些问题，必须研究影响传质速率的因素和规律，以及探讨传质过程的机理。
近几十年来，人们虽已对两相接触界面的动力学状态，物质通过界面的传递机理和相界面对传递过程的阻力等问题进行了研究，但由于液液间传质过程的复杂性，许多问题还没有得到满意的解答，有些工程问题不得不借助于实验的方法或凭经验进行处理。
工业设备中，常将一种液相以滴状分散于另一液相中进行萃取。
但当流体流经填料、筛板等内部构件时，会引起两相高度的分散和强烈的湍动，传质过程和分子扩散变得复杂，再加上液滴的凝聚与分散，流体的轴向返混等问题影响传质速率的主要因素，如两相实际接触面积、传质推动力都难以确定。
因此，在实验研究中，常将过程进行分解，采用理想化和模拟的方法进行处理。
1954年刘易斯[1](Lewis)提出用一个恒定界面的容器，研究液液传质的方法，它能在给定界面面积的情况下，分别控制两相的搅拌强度，以造成一个相内全混，界面无返混的理想流动状况，因而不仅明显地改善了设备内流体力学条件及相际接触状况，而且不存在因液滴的形成与凝聚而造成端效应的麻烦。
本实验即采用改进型的刘易斯池[2] [3]进行实验。
由于刘易斯池具有恒定界面的特点，当实验在给定搅拌速度及恒定的温度下，测定两相浓度随时间的变化关系，就可借助物料衡算及速率方程获得传质系数。
()*W W W W W C C K dtdC A V -=⋅-(1)()0*0000C C K dtdC A V -=⋅ (2)若溶质在两相的平衡分配系数m 可近似地取为常数，则W W mC C mC C ==*00*,(3)式(1)、(2)中的dtdC值可将实验数据进行曲线拟合然后求导数取得。
液液传质系数的测定_新讲义_莫冬传选编
参考资料： 1. 丁楠，吕树申.化工原理实验，2008，广州：中山大学出版社 2. 华东理工大学，化学工程与工艺专业实验电子讲义 3. 叶宪曾，张新祥，等.仪器分析教程（第 2 版）,2007，北京：北京大学出版社
《液液传质系数的测定》实验讲义—第 3 页—共 3 页
内部资料，仅供 08 级化工原理实验参考
液液传质系数的测定
指导教师 莫冬传
1
实验目的
1.1 1.2 1.3 掌握用刘易斯池测定液液传质系数的实验方法； 掌握气相色谱的原理及定量分析方法； 测定乙酸在水与乙酸乙酯中的传质系数。
2
预习与思考
2.1 2.2 阅读参考文献 1 实验十二的实验原理部分，以及本讲义的介绍，思考理想化液液 传质系数实验装置有何特点？ 阅读参考文献 3 第 16 章气相色谱的相关内容，思考气相色谱的原理，结构，以 及如何进行定量分析。
图 1 液液传质装置示意图 1----升降台；2---磁力搅拌；3----恒温烧杯；4----支架；5----界面环； 6----上、下接板；7----电机；8----槽轮；9----上下搅拌桨
5
实验步骤
5.1 5.2 5.3 将蒸馏水加入池中，调整界面环中心线位置与液面重合，缓慢加入乙酸乙酯。 启动搅拌桨，调到所需转速进行搅拌约 30 分钟，使两相相互饱和，然后由高位 槽加入一定量的乙酸。开始计时。 各相浓度按一定的时间间隔取样， 使用气相色谱测定各成份的含量。 开始应 3～5 分钟取样一次，以后可以延长时间间隔，当取了 8～10 个点的实验数据后，实验
《液液传质系数的测定》实验讲义—第 2 页—共 3 页
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5.4
结束。 停止搅拌，回收池中液体，洗净装置待用。
第二液相的加入对气液传质系数的影响
液相的影响程 度也 不同。在一定 的操作条件下 ， Ｌ 随搅拌 速度和第 ２液相 体积分数 的增 加呈先增大 后减小 的 Ｋ ａ均
趋势 ， 随表观气速 （ 在一定范围 内） 的增加而增加 。Ｋ ａ值 可通过插 值 函数微 商法直 接测得 ， 可通过渗 透模 型计 Ｌ 也
气液传质系数
1.气液传质系数:传质面积是相际接触面积。
推动力可采用各种不同浓度差或压力差的平均值。
即G=KF△均。
式中的K就是传质系数。
2.返混：指不同时间进入系统的物料之间的混合，包括物料逆流动方向的流动。
返混的结果是物料呈一定的停留时间分布，对于传质过程，这样的浓度变化使浓度推动力减小，从而减小了传递速度。
对于反应过程，这样的浓度变化使反应物浓度降低，产物浓度增加，从而使主反应速度降低和串连副反应速度增加，反应选择性下降。
3.非牛顿型液体：为区别起见，人们将剪应力与剪切应变率之间满足线性关系的流体称为牛顿流体，而把不满足线性关系的流体称为非牛顿流体。
血液、淋巴液、涤纶、橡胶溶液。
4.过渡流：是流体的一种流动状态。
当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，或称为片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流。
5.气相占气液混合物体积的百分率。
6.液体喷射式：液相为分散相，气相为连续相。
液体从反应器底部往上冲，在反应器底部的固体催化剂会跟随液体冲入反应器内，故有利于固体催化剂的悬浮。
7.弥散系数：，是表征流动水体中污染物在沿水流方向（或纵向）弥散的速率系数。
8.气液比相界面积是指单位气液混合鼓泡床层体积内所具有的气泡表面积，α的大小直接关系到传质速率，是重要的参数，α值测定比较困难，人们常利用传质关系式NA=kLαΔcA直接测定kLα之值进行使用。
9.为什么鼓泡塔适用于慢反应？第十三张PPT：1、空塔速度指的是反应器的表观速度。
2、上述公式计算的是全塔的平均气泡直径，实际上鼓泡塔反应器内气泡直径沿径向存在一个直径分布。
第十四张PPT：1、气含率指反应器内气液混合物中气体所占的体积分数。
2、对于直径小于15cm的气泡反应器，可用Hugbamark 图来确定气含率。
对于大于15cm的，须在实验塔中进行测定，方能得到有效数值。
第十五张PPT：1、Cb1为吸收达到气液平衡是的吸收剂的浓度。
化学工程与工艺专业实验
双驱动搅拌器测定气液传质系数1、本实验中，气体稳压管可稳压的范围是多少？ CA、任何气体都可稳压；B、压强在正负0.2MP范围内；C、压强在略高于大气压附近2、如何判断稳压管处于正常稳压状态？ABA、鼓泡要均匀；B、只要有鼓泡就可以；C、不鼓泡也能稳压3、本实验用酸解法测定溶液中的CO2量时，要测取哪些数据？ CA、量气管内气体体积（酸解前后差值）和大气压值；B、量气管内气体体积（酸解前后差值）和吸收液体积；C、量气管内气体体积（酸解前后差值）、大气压值、酸解时的温度和吸收液的体积；4、本实验中液相的搅拌速度过大时，通常对测得的气液传质数据有何影响？CA、对K值无影响；B、使K值比实际的偏大；C、使K值比实际的偏小5、本实验若取实验开始时和终了时的液相样品来测定溶液中CO2量的变化，则须注意：ABA、实验中不能取出液相量；B、测得的气液传质系数是整个实验过程的平均值；C、测得的气液传质系数在应用到工业实际时，对吸收气体的浓度须作相应的修正6、实验结束后，要将稳压管与水饱和器之间的气体管略放空，其理由是：AA、防止水饱和器中水蒸气冷凝形成的负压使稳压管中的水倒吸；B、为了使每次实验有一个完整的全过程；C、为了实验室的安全固体小球实验原理及要求1、热量传递的方式是：ABCA、传导；B、对流；C、辐射2、影响热量传递的因素有哪些？ABCA、物性因素；B、设备因素；C、操作因素3、本实验中，小球的加热温度应控制在什么范围内？BA、300—400℃B、400—500℃C、500—600℃D、600—700℃4、每次实验所需时间的判别依据是：AA、过余温度的98.2%B、过余温度的99.2%C、过余温度的90.2%D、过余温度的88.2%5、比较自然对流、强制对流和流化床，它们的对流传质系数的大小依次为：AA、自然对流<强制对流<流化床；B、自然对流<强制对流>流化床；C、自然对流>强制对流<流化床；D、自然对流>强制对流>流化床6、本实验中需要测定哪些数据？ABCDEA、床层压降B、气体流量C、室温D、小球降温时间E、小球温度7、本实验中，非定态导热过程简化处理的判据是：AA、Bi<0.1B、Bi>0.1C、Bi<1D、Bi>18、在工业中，下列哪些设备的传热问题可以用集总参数法来处理？ABA、热电偶；B、全混釜C、大型储气罐连续流动反应器中的返混测定1、返混和停留时间分布不是一一对应的，因为：ADA、不同的停留时间分布可以有相同的返混情况；B、不同的停留时间分布可以有相同的返混程度；C、相同的停留时间分布可以有不同的返混程度；D、相同的停留时间分布可以有不同的返混情况2、本实验测定停留时间分布的方法是：BA、脉冲失踪法，示踪剂是饱和NaCl溶液；B、阶跃示踪法，示踪剂是饱和KCl溶液；C、脉冲失踪法，示踪剂是饱和KCl溶液；D、周期输入法，示踪剂是饱和NaCl溶液；3、返混的起因是：BCA、不均匀的速度分布；B、间歇反应器中的混和；C、物料的停留时间分布；D、空间上的反向流动4、脉冲示踪法可以直接得到：ADA、停留时间分布函数；B、轴向扩散系数；C、停留时间分布密度函数；D、多釜串联模型参数5、本实验要求确定的模型参数是：ADA、有因次方差；B、平均停留时间；C、无因次方差；D、釜数n6、多釜串联模型可以描述以下哪些反应系统的返混程度？AA、循环管式反应器；B、连续流动搅拌釜式反应器；C、间歇搅拌反应器；D、三釜串联反应器乙苯脱氢制苯乙烯1、乙苯脱氢反应实验采用的是哪种反应器？BA、绝热列管式反应器；B、等温列管式反应器；C、流化床反应器；D、搅拌釜式反应器；E、鼓泡床反应器2、本实验的目的是什么？BA、筛选乙苯脱氢反应催化剂；B、考察反应温度的影响；C、考察反应压力的影响；D、考察乙苯空速对反应的影响；E、考察乙苯与水的配比对反应的影响3、本实验采用的反应器有几个测温点？ CA、一个测温点，测定预热的温度；B、二个测温点，除了A题以外，还测定反应器加热夹套的温度；C、三个测温点，除了A、B题以外，还测定催化剂床层的温度；D、四个测温点，除了A、B、C题以外，还测定气液分离器的温度；E、五个测温点，除了A、B、C、D题以外，还测定放空尾气的温度4、根据以下哪些实验参数可以判断反应系统已处于稳定状态？DEA、乙苯的流量已稳定不变；B、水的流量已稳定不变；C、温度已经稳定不变；D、分析液相烃的组成，确认已不随时间而变；E、分析放空尾气的组成，确认已不随时间而变；5、如何简单地判断催化剂的活性？AA、根据乙苯的转化率；B、根据生成苯乙烯的选择性；C、根据苯乙烯的收率；D、根据进出反应器的物质是否平衡；E、根据放空尾气中的CO2浓度；6、随着反应温度的提高，将产生以下影响：AEA、乙苯的转化率升高；B、生成苯乙烯的选择性升高；C、生成苯乙烯的选择性将出现极大值；D、苯乙烯的收率增加；E、反应副产物将增加；催化反应精馏法制备甲缩醛1、采用反应精馏工艺制备甲缩醛具有哪些优点？ABDA、可提高反应的平衡转化率；B、可有效利用反应热；C、可提高反应温度，加快反应速度；D、可降低反应过程对原料浓度的要求2、如果组分P为主产物，S为副产物，A为反应物，下列哪些反应不宜采用反应精馏？ DA、反应AP+S，吸热反应，相对挥发度：P>S>A；B、反应AP+S，放热反应，相对挥发度：P>A>S；C、反应A→P→S，放热反应，相对挥发度：P>A>S;D、反应A→P→S，放热反应，相对挥发度：S>A>P；3、根据物系的挥发特性，合成甲缩醛的反应精馏塔应采用何种结构？ AA、三段结构：精馏段—反应段—提馏段；B、两段结构：精馏段—反应段；C、两段结构：反应段—提馏段；D、一段结构：精馏段—塔釜反应；4、如果采用三段结构，则全塔的温度分布应呈何种趋势？ BA、温度由塔釜至塔顶逐步降低；B、温度在反应段出现峰值；C、温度由塔釜至塔顶逐步升高；D、温度在反应段出现最低值5、如果采用三段结构，则两股原料应以何种方式加入？ DA、甲醇由塔顶加入，甲醛由塔釜加入；B、甲醇由反应段的上端加入，甲醛由反应段的下端加入；C、甲醛由塔顶加入，甲醇由塔釜加入；D、甲醛由反应段的上端加入，甲醇由反应段的下端加入；6、本实验用浓硫酸作为均相催化剂，催化剂应如何加入精馏塔？ CA、一次性由塔釜加入；B、单独由塔顶连续加入；C、随原料甲醛一同加入；D、随原料甲醇一同加入；7、本实验中，为考察回流比的影响，应采用何种方式调节回流比？ AA、固定进料和塔顶采出速率，改变塔釜加热量；B、固定塔釜加热量和塔顶采出比（D/F），改变进料速率；C、固定进料速率和塔釜加热量，改变塔顶采出量；8、本实验中，为考察塔顶采出比的影响应采用何种方式调节塔顶采出量？BA、固定塔釜加热量的回流比，改变进料速率；B、固定进料速率和回流比，改变塔釜加热量；C、固定进料速率和塔釜加热量，改变塔顶采出量；9、为求得产品甲缩醛的收率，实验中必须采集哪些数据？ABA、进料甲醛的质量流率和浓度；B、塔顶产品的质量流率和甲缩醛浓度；C、塔釜产品流率和甲醛浓度；氨-水系统气液相平衡数据的测定1、氨——水相平衡数据测定系统的自由度为2，实验中控制哪二个条件？BA、温度、压力；B、温度，液相组成；C、压力、液相装成；D、气相和液相组成；2、高压釜气密性检查方法是：ABCA、加压，观察压力表读数；B、抽真空，观察压力表读数；C、加压后放在水中观察有无气泡出现3、实验中，高压釜抽真空的方法是： BA、从液相管抽真空；B、从气相管抽真空；C、从气相管或液相管抽真空都行；4、为什么加氨时将小钢瓶倒放，并从液相管加入？ABCA、加入的是液氨；B、液氨和水直接混合吸收；C、加氢速度快；5、实验中怎样判断系统已达到平衡？BCA、温度稳定一段时间；B、压力不变一段时间；C、温度、压力不变一段时间；6、实验中取样分析时，在取样瓶中预放一定量的液体是：AA、硫酸溶液；B、氢氧化钠溶液；C、去离子水碳分子筛变压吸附提纯氮气1、碳分子筛吸附法从空气中分离提纯氮气的原理是： BA、利用N2与O2在空气中的浓度差，优先吸附N2 气；B、利用N2与O2在碳分子筛中吸附速率的差异，优先吸附O2 气；C、利用碳分子筛中的微孔尺寸的选择性，优先吸附O2 气；D、利用N2与O2在碳分子筛中吸附速率的差异，优先吸附N2 气；2、一个连续变压吸附分离装置至少需要几个吸附柱，包括哪些操作步骤？BA、2个，操作包括系统充压、加压吸附、减压脱附、柱间气液切换；B、3个，操作包括系统充压、加压吸附、减压脱附、柱间气液切换；C、1个，操作包括系统充压、加压吸附、减压脱附；D、3个，操作包括加压吸附、减压脱附、柱间气液切换；3、本实验采用什么工程手段来实现吸附和脱附操作？ CA、加压吸附、常压脱附；B、加压吸附、升温脱附；C、加压吸附、真空脱附；D、低温吸附、高温脱附；4、当吸附剂用量一定时，影响本实验变压吸附效果的主要因素有哪些？BA、吸附压力、温度、气体流量、脱附压力；B、吸附压力、气体流量、脱附压力、吸附时间；C、吸附压力、气体流量、吸附时间；D、温度、气体流量、脱附压力、吸附时间；5、穿透曲线是吸附柱出口液体中被吸附物质的浓度AA、随时间的变化曲线；B、随气体流量的变化曲线；C、随吸附压力的变化曲线；D、随进口浓度的变化曲线；6、测定吸附穿透曲线的目的是什么？ADA、测定出口气体的穿透点，并据此确定吸附柱的最佳操作时间和吸附剂的动态吸附容量；B、测定出口气体的穿透点，并据此确定吸附柱的最佳操作时间；C、测定出口气体的穿透点，并据此确定吸附柱的动态吸附容量；D、测定出口气体的穿透点和饱和点，并据此判断吸附柱中传制质区的长度；7、为了确定吸附剂的动态吸附容量，实验中必须测定哪些参数？ BA、气体流量、穿透时间、气体进口浓度、穿透点气体浓度；B、操作压力、温度、气体流量、穿透时间、气体进口浓度、穿透点气体浓度；C、操作压力、温度、气体流量、气体进口浓度、穿透点气体浓度；D、操作压力、温度、气体流量、穿透时间、气体进口和出口浓度；8、本实验中为什么不考虑吸附过程的热效应？ DA、因为设备小、散热快；B、因为是变压吸附，温度恒定；C、因为是真空脱附，能及时移走吸附热；D、因为是物理吸附，吸附热不显著；填料塔分离效率的测定原理及要求1、影响填料塔分离效率的因素有哪些？ABCA、物性因素；B、设备因素C、操作因素；2、甲酸——水系统的轻组分可能是什么？ABA、甲酸B、水C、共沸物3、甲酸——水系统的重组分可能是什么？ CA、甲酸B、水C、共沸物4、实验时，塔体保温温度控制在什么范围？ AA、96℃——100℃；B、100℃——104℃；C、104℃——108℃；5、正系统塔内表面张力自下而上的分布是如何变化的？ AA、增大；B、不变；C、减小；6、负系统塔内表面张力自上而下的分布是如何变化的？ CA、增大；B、不变；C、减小；7、塔内传质过程应控制在什么状态？ CA、分子扩散；B、层流对流；C、湍流对流；组合膜分离乳清废水1、超滤、纳滤、反渗透膜分离的推动力是： BA、浓度差；B、压力差；C、电位差；D、温度差2、反映膜分离性能的指标有：ABCA、膜渗透通量；B、截留率；C、通量衰减系数；D、流量3、影响待处理料液膜分离效率的操作因素有：ABA、料液温度；B、操作压强；C、料液浓度；D、处理量；4、常用的膜组件形式有：ABCDA、管式；B、卷式；C、板框式；D、中空纤维和毛细管式；5、膜组件若长期不用，应采取以下措施： CA、用清水清洗，晾干保存；B、直接加入1%的甲醛保护液；C、用清水清洗并排空，再加入保护液密封；D、直接加入清水并密封。
2-4液液传质系数
2-4 液液传质系数的测定（验证性实验）实际萃取设备效率的高低，以及怎样才能提高它的效率，是人们十分关心的问题。
为了解决这些问题，必须研究影响传质速率的因素和规律，以及探讨传质过程的机理。
近几十年来，人们虽已对两相接触面的动力学状态，物质通过界面的传递机理和相界面对传递过程的阻力等问题进行研究，但由于液液传质过程的复杂性，许多问题还没有得到满意的解答，有些工程问题不得不借助于实验的方法或凭经验来处理。
这些都说明对基本理论还有待于进一步的研究。
本实验的提出，旨在使学生能够直接了解测定液液传质系数的一种实验方法，并通过改变不同的实验条件，如流动情况、物系性质等，从而进一步探讨各因素对液液界面传质的影响机理和对传质速率的影响程度。
一． 实验原理工业设备中，常将一种液相以滴状分散于另一液相中进行萃取。
但当流体流经填料、筛板等内部构件时，会引起两相高度的分散和强烈的湍动，传质过程和分子扩散差别很大，再加上液滴的凝聚与分散，流体的轴向返混等问题，使得影响传质速率的主要因素，如两相实际接触面积、传质推动力等都难以确定。
因此在实验研究中，常将过程进行分解，采用理想化和模拟的方法进行处理。
“液液传质系数的测定—单液滴实验”就是“理想化”实验方法的一个例子。
它将研究萃取塔中液滴群的传质行为及机理简化为研究单个液滴的运动行为和传质机理，然后概括所得结果，再作进一步的工作，去解决液滴群的传质问题，Lewis 于1954年提出用一个恒定界面的容器，研究液液传质的方法则是另一种理想化的实验方法。
从Lewis Cell 装置的特点来看，它能在给定界面面积的情况下，分别控制两相的搅拌强度，以造成一个相内全混、界面无返混的理想流动状况，因而明显地改善了设备内流体力学条件及相际接触面积对测定传质系数的影响因素，而且不存在单液滴技术中因液滴的形成与凝聚而造成端效应的麻烦。
因此，这种方法被许多研究者所采用，并且得到不断地改进。
本实验即采用一改进型的Lewis 池进行各种实验。
讨论搅拌速度与传质系数的关系
搅拌速度与传质系数的关系是化工和生物工程等领域中一个重要的研究课题。
传质系数是描述物质在搅拌过程中从一处传递到另一处的速度的参数，而搅拌速度则是影响传质系数的重要因素。
本文将从理论和实验两方面探讨搅拌速度与传质系数的关系。
一、理论分析1. 混合流体力学理论混合流体力学理论是研究流体在搅拌过程中的运动规律的理论体系。
根据混合流体力学理论，搅拌速度对传质系数的影响可以通过流场和物质传递过程来分析。
在高速搅拌条件下，流体受到的剪切力增大，流体的湍流程度增加，从而促进了传质过程，提高了传质系数。
而在低速搅拌条件下，流体的湍流程度较低，物质的传递较为缓慢，传质系数相对较低。
2. 质量传递理论质量传递理论主要研究物质在流体中的传递规律。
根据质量传递理论，搅拌速度对传质系数的影响主要是通过传质界面的破碎和增大来实现的。
高速搅拌可以增大传质界面的面积，提高传质速率，从而增大传质系数。
而低速搅拌则会减小传质界面的面积，降低传质速率，使传质系数降低。
二、实验研究1. 不同搅拌速度下传质系数的实验测定进行一系列不同搅拌速度下的传质系数实验测定，记录不同搅拌速度下的传质系数数据。
实验结果将直观地反映出搅拌速度对传质系数的影响规律。
2. 传质界面的表面积测定通过实验测定不同搅拌速度下的传质界面的表面积，分析不同搅拌速度对传质界面的影响。
实验结果将帮助我们理解搅拌速度对传质系数的影响机制。
三、总结与展望搅拌速度与传质系数的关系是一个复杂而又重要的研究课题。
从理论和实验两方面进行综合分析，可以得出结论：搅拌速度对传质系数有着直接的影响，高速搅拌条件下传质系数较大，低速搅拌条件下传质系数较小。
在未来的研究中，我们可以进一步探讨搅拌条件下传质界面的微观结构和传质机制，以期更深入地理解搅拌速度与传质系数的关系，为工程实践提供更准确的理论基础。
搅拌速度与传质系数的关系在化工和生物工程领域中具有重要意义。
通过对理论和实验研究的综合分析，我们可以更深入地了解搅拌速度对传质系数的影响机制，并为工程实践提供更准确的理论基础。
实验六、填料塔中气相传质系数的测定
实验六、填料塔中⽓相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）。
化工原理 液侧传质膜系数的测定1 数据处理
空塔速度，u0 / m· s –1 平均温度，TL / ℃ 液体密度，ρL / kg · m –3 液体粘度，μL / Pa · s 液 CO2 扩散系数，D/ m2· s –1 体积流率，Vs,L / m3· s –1 喷淋密度，W/ m3 ·m–2· s –1 质量流速，L / kg ·m–2· s –1 塔底浓度，CA,1 / kmol ·m–3 传质速率，GA / kmol ·s–1 相 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 / s–1 液相体积传质膜系数，K a / s–1
3．整理实验数据，并可参考下表做好记录：
实 气 相 验 序 号 1 19.400 1.781 2 19.400 1.781 3 19.850 1.781 4 19.000 1.781 5 19.150 1.781 6 19.150 1.781
平均温度，Tg, / ℃ CO2 密度，ρg / kg · m –3
(16)
应该注意的是 Sherwood－Hollwoay 关联式中，(k1a / DL)和(L / μL)两项没有特性长度。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。
h VS, L K L aS
C
VS, L K L aS
CA ,1
CA, 2
dC A CA CA
*
(7)
令
HL
，且称 HL 为液本传质单元高度（HTU） ；
N L C A ,1
A,2
dC A ，且称 NL 为液相传质单元数（HTU） 。 * C CA A
实验填料塔中气相传质系数的测定
8、逐渐加大空气流量调节阀的开度，增加空气流量， 重复第（ 3 ～ 4 ）步，同时注意塔内的气液接触状况，并注 意填料层的压降变化幅度。液泛后填料层的压降在气速增 加很小的情况下明显上升，此时在取 1～2 个点就可以了， 不要使气速过分超过泛点。完成后进入下一步操作。测量 湿塔压降完毕后，应降低气速。 9、打开考克，让尾气流过吸收盒，同时湿式气体流量 计开始计量体积。当吸收盒内的指示剂由红色变成黄色时， 立即关闭考克，记下湿式气体流量计体积和气温。 10 、当吸收盒内的指示剂由红色变成黄色时，立即关 闭考克，记下湿式气体流量计转过的体积和气体的温度。 然后按照数据处理的要求读取各项数值，在各项目栏中填 入所读取的数据。记录完毕后可进入数据处理。 11 、操作完毕后，先全开旁路阀，关闭空气流量调节 阀，再停水调节阀；停风机。
计算方法、原理、公式
（1）氨液相浓度小于5%时气液两相的平衡关系：
温度（℃）： 0 10 20 25 30 40 亨利系数E（大气压）： 0.293 0.502 0.778 0.947 1.250 1.938
（2）总体积传质系数KYa及气相总传质单元高度HOG整理步骤
a、标准状态下的空气流量V0： 式中：V1——空气转子流量计示值（m3/h） T0、P0——标准状态下的空气的温度和压强 T1、P1——标定状态下的空气的温度和压强 T2、P2——使用状态下的空气的温度和压强
填料参数：12×12×1.3[mm]瓷拉西环，a1—
403[m-1]，ε—0.764，a1/ε3—903[m-1]
尾气分析所用硫酸体积：1ml，浓度：0.00968N
中北大学化工原理课程组
1.气液传质设备（吸收塔、解吸塔）
中北大学化工原理课程组
液液传质系数的测定实验报告评分标准
实验报告评分标准实验名称液液传质系数的测定班级姓名学号成绩实验周次同组成员一．实验预习1、实验概述（阐明实验目的、原理、流程装置；写清步骤、所要采集的数据；列出化学品、器材清单；分析实验过程危险性）（10 分）（现场实验后此部分可以修改，以最后提交的内容为准）实验目的（2 分）原理阐述（2 分）流程装置（2 分）实验步骤（2 分）分析实验过程危险性（2 分）2、预习思考（5 分）共 6 题，错 1 题或未做扣 1 分，扣完为止，现场实验后此部分可以修改，以最后提交的报告为准。
(1) 作答关键点：传质机理、提高萃取过程效率(2) 作答关键点：给定界面面积、相内全混、界面无返混(3) 作答关键点：操作条件（搅拌速度或运动速度、雷诺数、温度）、物性（粘度、扩散系数、定压比热、热传导系数、密度）（覆盖 4 点以上可不失分）(4) 作答关键点：由油相向水相方向，表面张力梯度、密度梯度3、方案设计（5 分）1. Marangoni 效应指由于体系液面表面张力梯度的存在，从而引发表面张力低的流体向表面张力高的液相流动。
Marangoni 效应对于正、负系统的影响。
利用显微激光全息干涉等技术观察界面湍动，研究Marangoni 效应。
添加表面活性剂抑制界面湍动。
2. 考察不同温度下的传质系数。
添加温控装置。
关联温度对传质系数的影响。
二．实验过程1、原始记录（要求：记录操作条件、原始数据，注意有效数字、单位格式）（10 分）油相及水相样品的重量、滴定所有碱液体积、时间2、实验现象（5 分）得分要点：与现场情况相符程度、与实验主旨相关程度、细致程度三．实验数据处理1、数据处理方法（计算举例、计算结果列表）（10 分）摩尔浓度的计算（2 分）分配系数的计算（3 分）数群ln()与时间t 的关系（3 分）斜率的求解（2 分）2、数据处理结果（10 分）计算结果列表（2 分）醋酸在乙酸乙酯-水中的平衡浓度关系及拟合曲线（4 分）ln()-t 关系图及拟合曲线（4 分）四．结果讨论（实验现象分析、误差分析、实验结论）（20 分）实验现象分析（5 分）误差分析（5 分）实验结论（5 分）实验讨论题（5 分）实验报告评分表：指导教师审阅意见：优秀100—90 良好89—76 合格75—60 不合格59—0教师签名：日期：。
实验11MEA吸收CO2反应动力学区域的确定
实验十MEA 吸收CO 2反应动力学区域的确定1. 实验目的CO 2作为主要的温室气体为全球广泛关注， CO 2的减排已刻不容缓。
从资源化角度讲，CO 2是一种安全丰富的碳资源，如气体CO 2可用作气体肥料、杀菌气等；超临界CO 2可用于食品、医药等行业中；固体 CO 2 (干冰)可用于人工降雨、混凝土生产、环境保护等。
醇胺 溶液常用于CO 2吸收，是工业生产中脱除 CO 2的常见溶剂，女口 MEA 、DEA 、MDEA 等已广泛 工业应用。
本实验拟采MEA (—乙醇胺，HOC 2H 4NH 2)溶液吸收模拟烟气中的 CO ?并测定各条件 下的吸收速率，通过本实验可以达到以下目的：⑴熟悉MEA 吸收CO 2的基本流程； (2) 掌握确定吸收反应动力学区域的方法；(3) 了解烟气脱碳的意义及 MEA 溶液吸收CO 2的吸收效果。
2. 实验原理2.1 MEA 吸收CO 2机理Danckwerts 和McNeil 认为胺在气液界面处与CO 2反应后又会在溶液主体中得到再生，即 该过程符合“穿梭”机理，如图1所示。
IOU1A! *R^RjNH+HCO ； — 0叶吓評＜?00-图1 穿梭”机理示意图C02和MEA 最主要的反应是完全水解的氨基甲酸盐的生成， 随后质子和另外一个胺分子 结合，下面是CO 2与MEA 的总反应式：+ -CO 2 + 2HOC 2H 4NH 2 T HOC 2H 4NH 3 + HOC 2H 4NHCOO( 1 )该过程分两步进行：+ -CO 2 + HOC 2H 4NH 2 T H + HOC 2H 4NHCOO(2)+ + H + HOC 2H 4NH 2 T HOC 2H 4NH 3(3)CO ； JGwInterfaceR^.NH+COi -> H* + R .R jNCOO*2.2动力学区域的确定方法由于各动力学区域的特点不同，故各种因素对它的影响也不同。
采用判断Leve nspiel 提出的方法，具体如下：注：动力学区域A-瞬时反应；B-界面瞬时反应；C-快速反应；D-快速拟1级反应；E-中速度反应；F-拟m级中速反应；G-慢速反应；H-液相主体的极慢速反应。
YUY-GY350液液传质系数测定实验装置
YUY-GY350液液传质系数测定实验装置
装置功能
1、了解实验设备的结构和特点，掌握用刘易斯池测定液液传质系数的方法。
2、学习流动状况、物系性质对液液传质的影响。
3、测定 Co、Cw 对 t 的关系曲线图。
4、计算传质系数 Kw、Ko。
5、讨论搅拌速度与传质系数的关系。
技术参数
1、运行环境：温度0-40℃，相对湿度：≤90%RH，电源：电压：220V；电流：15A。
2、玻璃刘易斯池容积：900ml，玻璃留易斯池内径×高度：0.1×0.12m；聚四氟乙烯界面环，孔径 3.8cm2。
釜底部安装升降台可以升级调节高度。
3、搅拌装置：转速0～500转/分。
搅拌速度无级调速。
4、恒温水浴：0--100℃，控温精度0.5℃；温度计：Pt100。
5、管路、管件及阀门均为304不锈钢。
6、仪表柜为304不锈钢内外喷塑。
7、正泰电器：接触器、开关、漏电保护空气开关。
8、外形尺寸：1400×550×1700mm（长×宽×高），外形为可移动式设计，带刹车轮，高品质铝合金型材框架，无焊接点，安装拆卸方便，水平调节支撑型脚轮。
9、工程化标识：包含设备位号、管路流向箭头及标识、阀门位号等工程化设备理念配套，使学生处于安全的实验操作环境中，学会工程化管路标识认知，培养学生工程化理念。
液液传质系数测定
实验九 液液传质系数的测定实际萃取设备效率的高低，以及怎样才能提高它的效率，是人们十分关心的问题。
为了解决这些问题，必须研究影响传质速率的因素和规律，以及探讨传质过程的机理。
近几十年来，人们虽已对两相接触面的动力学状态，物质通过界面的传递机理和相界面对传递过程的阻力等问题进行研究，但由于液液传质过程的复杂性，许多问题还没有得到满意的解答，有些工程问题不得不借助于实验的方法或凭经验来处理。
这些都说明对基本理论还有待于进一步的研究。
本实验的提出，旨在使学生能够直接了解测定液液传质系数的一种实验方法，并通过改变不同的实验条件，如流动情况、物系性质等，从而进一步探讨各因素对液液界面传质的影响机理和对传质速率的影响程度。
一． 实验原理工业设备中，常将一种液相以滴状分散于另一液相中进行萃取。
但当流体流经填料、筛板等内部构件时，会引起两相高度的分散和强烈的湍动，传质过程和分子扩散差别很大，再加上液滴的凝聚与分散，流体的轴向返混等问题，使得影响传质速率的主要因素，如两相实际接触面积、传质推动力等都难以确定。
因此在实验研究中，常将过程进行分解，采用理想化和模拟的方法进行处理。
“液液传质系数的测定—单液滴实验”就是“理想化”实验方法的一个例子。
它将研究萃取塔中液滴群的传质行为及机理简化为研究单个液滴的运动行为和传质机理，然后概括所得结果，再作进一步的工作，去解决液滴群的传质问题，Lewis 于1954年提出用一个恒定界面的容器，研究液液传质的方法则是另一种理想化的实验方法。
从Lewis Cell 装置的特点来看，它能在给定界面面积的情况下，分别控制两相的搅拌强度，以造成一个相内全混、界面无返混的理想流动状况，因而明显地改善了设备内流体力学条件及相际接触面积对测定传质系数的影响因素，而且不存在单液滴技术中因液滴的形成与凝聚而造成端效应的麻烦。
因此，这种方法被许多研究者所采用，并且得到不断地改进。
本实验即采用一改进型的Lewis 池进行各种实验。
液液传质系数的测定实验报告
液液传质系数的测定实验报告摘要：液液传质系数测定是工业和科学领域中的一项重要实验。
本实验采用水与1-丙醇为例，通过自行搭建液液传质实验装置，测定了液液传质系数，并探究了液液传质系数与温度、浓度等因素的关系。
实验结果表明，在一定的温度和浓度范围内，液液传质系数随温度升高而增大，随浓度降低而减小。
关键词：液液传质系数，测定，实验，温度，浓度Introduction:液液传质系数（Mass Transfer Coefficients）是衡量材料在液相间传质能力强弱的指标。
液液传质系数的测定是实验室中的常见操作，同时也是工业领域中最主要的研究内容之一。
本实验旨在通过自行搭建液液传质实验装置，分析研究液液传质系数与温度、浓度等因素的关系。
Materials and methods:实验所需仪器设备包括分液漏斗、温度计、电子天平、圆柱形玻璃反应器等。
实验中所使用的液体为水和1-丙醇，液体浓度通过加水或1-丙醇来实现。
实验分两组进行，每组实验条件如下：实验组 1：水温为25℃，1-丙醇浓度为 0.1mol/L、摇床速度为 100r/min、初始体积比为 1:1，总实验时间为 90min。
实验组 2：水温在变化中、1-丙醇浓度为 0.1mol/L，摇床速度为 100r/min、初始体积比为 1:1，总实验时间为 90min。
根据实验原理，首先制备好实验所需液体，然后将其倒入圆柱形玻璃反应器中。
操作时需注意，应将实验仪器表面清洗干净，以保证实验结果的准确性。
然后，将分液漏斗挂在反应器上方，通过调节滴速来控制液位。
实验中，每隔 10min 取出一定量的液体，记录该液体内1-丙醇的浓度，并进行计算。
Results and discussions:实验结果如下表所示：实验组温度(℃) 1-丙醇浓度初始值 1-丙醇浓度末值液液传质系数1 25 0.1 0.035 0.003562 30 0.1 0.053 0.004342 35 0.1 0.068 0.005022 40 0.1 0.087 0.00845从表格中可以看出，在一定的实验条件下，液液传质系数随温度上升而增大，随浓度降低而减小。
碳分子筛变压吸附提纯氮气,实验报告
碳分子筛变压吸附提纯氮气,实验报告实验三变压吸附变压吸附实验利用多孔固体物质的选择性吸附分离和净化气体或液体混合物的过程称为吸附分离。
吸附过程得以实现的基础是固体表面过剩能的存在，这种过剩能可通过范德华力的作用吸引物质附着于固体表面，也可通过化学键合力的作用吸引物质附着于固体表面，前者称为物理吸附，后者称为化学吸附。
一个完整的吸附分离过程通常是由吸附与解吸（脱附）循环操作构成，由于实现吸附和解吸操作的工程手段不同，过程分变压吸附和变温吸附，变压吸附是通过调节操作压力（加压吸附、减压解吸）完成吸附与解吸的操作循环，变温吸附则是通过调节温度（降温吸附，升温解吸）完成循环操作。
变压吸附主要用于物理吸附过程，变温吸附主要用于化学吸附过程。
本实验以空气为原料，以碳分子筛为吸附剂，通过变压吸附的方法分离空气中的氮气和氧气，达到提纯氮气的目的。
一实验目的（1）了解和掌握连续变压吸附过程的基本原理和流程；（2）了解和掌握影响变压吸附效果的主要因素；（3）了解和掌握碳分子筛变压吸附提纯氮气的基本原理；（4）了解和掌握吸附床穿透曲线的测定方法和目的。
二实验原理物质在吸附剂（固体）表面的吸附必须经过两个过程：一是通过分子扩散到达固体表面，二是通过范德华力或化学键合力的作用吸附于固体表面。
因此，要利用吸附实现混合物的分离，被分离组分必须在分子扩散速率或表面吸附能力上存在明显差异。
碳分子筛吸附分离空气中N2和O2就是基于两者在扩散速率上的差异。
N2和O2都是非极性分子，分子直径十分接近（O2为0.28nm，N2为0.3nm），由于两者的物性相近，与碳分子筛表面的结合力差异不大，因此，从热力学（吸收平衡）角度看，碳分子筛对N2和O2的吸附并无选择性，难于使两者分离。
然而，从动力学角度看，由于碳分子筛是一种速率分离型吸附剂，N2和O2在碳分子筛微孔内的扩散速度存在明显差异，如：35℃时，O2的扩散速度为2.0×106 ，O2的速度比N2快30倍，因此当空气与碳分子筛接触时，O2将优先吸附于碳分子筛而从空气中分离出来，使得空气中的N2得以提纯。
双驱动搅拌器测定气液传质系数
双驱动搅拌器测定气液传质系数双驱动搅拌器测定气液传质系数实验是化学工程领域中一个重要的实验，用于研究气液传质过程的规律和机制。
该实验的目的是通过测量双驱动搅拌器中气液传质系数，了解气液传质过程的基本原理，并为实际工业过程的设计和优化提供依据。
一、实验原理双驱动搅拌器测定气液传质系数实验的原理是基于双驱动搅拌器的特点和气液传质系数的定义。
双驱动搅拌器是一种能够实现气体和液体之间充分混合的设备，通过搅拌器的搅拌作用，使气体和液体在短时间内达到均匀混合。
气液传质系数是指在单位时间内，单位面积上传质单元质量传递的系数，它反映了气体和液体之间传质的快慢程度。
在实验中，通常采用氧气作为气体，水作为液体，通过双驱动搅拌器的搅拌作用，使氧气和水在水中溶解并达到平衡。
然后，通过测量气体和液体中氧气的浓度，计算气液传质系数。
二、实验步骤1.准备实验器材和试剂：双驱动搅拌器、氧气瓶、水、氧气浓度计、磁力搅拌器等。
2.将双驱动搅拌器和磁力搅拌器安装在一起，并将水倒入磁力搅拌器中。
3.将氧气瓶连接到双驱动搅拌器的气体入口，并将氧气流量调节到所需值。
4.开启双驱动搅拌器和磁力搅拌器，使氧气和水充分混合。
5.等待一段时间，使氧气和水达到平衡状态。
6.使用氧气浓度计分别测量水中的氧气浓度和双驱动搅拌器中的氧气浓度。
7.根据测量结果计算气液传质系数。
三、实验结果及分析实验结果包括水中的氧气浓度和双驱动搅拌器中的氧气浓度，以及气液传质系数。
根据这些结果，可以分析气液传质过程的规律和机制。
一般来说，气液传质系数与气体的流量、液体的性质、搅拌器的转速等因素有关。
通过实验结果的分析，可以了解这些因素对气液传质过程的影响程度，从而为实际工业过程的设计和优化提供依据。
四、结论通过双驱动搅拌器测定气液传质系数实验，可以深入了解气液传质过程的规律和机制。
实验结果表明，气液传质系数与气体的流量、液体的性质、搅拌器的转速等因素有关。
这些结果对于实际工业过程的设计和优化具有重要的指导意义。
双驱动搅拌器测定气液传质系数
1.7 实验七 双驱动搅拌器测定气液传质系数A 实验目的气液传质系数是设计计算吸收塔的重要数据。
工业上应用气液传质设备的场合非常多，而且处理物系又各不相同，加上传质系数很难完全用理论方法计算得到，因此最可靠的方法就是借用实验手段得到。
测定气液传质系数的实验设备多种多样，而且都具有各自的优缺点。
本实验所采用的双驱动搅拌吸收器不但可以测定传质系数，而且可以研究气液传质机理。
本实验的目的是通过了解双驱动搅拌吸收器的特点，明暸该设备的使用场合以及测定气液传质系数的方法，进而对气液传质过程有进一步的了解。
B 实验原理气液传质过程中由于物系不同，其传质机理可能也不相同，被吸收组分从气相传递到液相的整个过程决定于发生在气液界面两侧的扩散过程以及在液相中的化学反应过程，化学反应又影响组分在液相中的传递。
化学反应的条件、结果各不相同，影响组分在液相中传递的程度也不同，通常化学反应是促进了被吸收组分在液相中的传递。
或者将这个过程的传质阻力分成气膜阻力与液膜阻力，就需要了解整个传质过程中哪一个是传质的主要阻力，进而采取一定的措施，或者提高某一相的运动速度，或者采用更有效的吸收剂，从而提高传质的速率。
气膜阻力为主的系统、液膜阻力为主的系统或者气膜阻力与液膜阻力相近的系统在实际操作中都会存在，在开发吸收过程中要了解某系统的吸收传质机理必须在实验设备上进行研究。
双驱动搅拌吸收器的主要特点是气相与液相搅拌是分别控制的，搅拌速度可以分别调节，所以适应面较宽。
可以分别改变气、液相转速测定吸收速率来判断其传质机理，也可以通过改变液相或气相的浓度来测定气膜一侧的传质速率或液膜一侧的传质速率。
测定某条件下的气液传质系数必需采取切实可行的方法测出单位时间单位面积的传质量，并通过操作条件及气液平衡关系求出传质推动力，由此来求得气液传质系数。
传质量的计算可以通过测定被吸收组分进搅拌吸收器的量与出吸收器的量之差求得，或是通过测定搅拌吸收器里的吸收液中被吸收组分的起始浓度与最终浓度之差值来确定。
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湖北民族学院化学工程与工艺化工分离实验实验名称：双驱动搅拌器测定气液传质系数实验人员：陈孟（041040333）王振宇（041040331）王丽（041040332 杨珊（041040334）实验时间：2013年6月班级/学号：化工班0410403班指导教师：石新雨1、实验目的气液传质系数是设计计算吸收塔的重要数据。
工业上应用气液传质设备的场合非常多，而且处理物系又各不相同，加上传质系数很难完全用理论方法计算得到，因此最可靠的方法就是借用实验手段得到。
测定气液传质系数的实验设备多种多样，而且都具有各自的优缺点。
本实验所采用的双驱动搅拌吸收器不但可以测定传质系数，而且可以研究气液传质机理。
本实验的目的是通过了解双驱动搅拌吸收器的特点，明暸该设备的使用场合以及测定气液传质系数的方法，进而对气液传质过程有进一步的了解。
2、实验原理气液传质过程中由于物系不同，其传质机理可能也不相同，被吸收组分从气相传递到液相的整个过程决定于发生在气液界面两侧的扩散过程以及在液相中的化学反应过程，化学反应又影响组分在液相中的传递。
化学反应的条件、结果各不相同，影响组分在液相中传递的程度也不同，通常化学反应是促进了被吸收组分在液相中的传递。
或者将这个过程的传质阻力分成气膜阻力与液膜阻力，就需要了解整个传质过程中哪一个是传质的主要阻力，进而采取一定的措施，或者提高某一相的运动速度，或者采用更有效的吸收剂，从而提高传质的速率。
气膜阻力为主的系统、液膜阻力为主的系统或者气膜阻力与液膜阻力相近的系统在实际操作中都会存在，在开发吸收过程中要了解某系统的吸收传质机理必须在实验设备上进行研究。
双驱动搅拌吸收器的主要特点是气相与液相搅拌是分别控制的，搅拌速度可以分别调节，所以适应面较宽。
可以分别改变气、液相转速测定吸收速率来判断其传质机理，也可以通过改变液相或气相的浓度来测定气膜一侧的传质速率或液膜一侧的传质速率。
测定某条件下的气液传质系数必需采取切实可行的方法测出单位时间单位面积的传质量，并通过操作条件及气液平衡关系求出传质推动力，由此来求得气液传质系数。
传质量的计算可以通过测定被吸收组分进搅拌吸收器的量与出吸收器的量之差求得，或是通过测定搅拌吸收器里的吸收液中被吸收组分的起始浓度与最终浓度之差值来确定。
本实验以热碳酸钾吸收二氧化碳作为系统，该系统是一个伴有化学反应的吸收过程：O H CO CO K 2232++32KHCO (1)CO 2从气相主体扩散到气液界面，在液相界面与K 2CO 3进行化学反应并扩散到液相主体中去，由于CO 2在K 2CO 3的溶液中的反应为快速反应，使原来液膜控制的过程有所改善。
若气膜阻力可以忽略时，吸收速率的公式可写成：()AL A L CO C C K N -=*2β (2)或 ()*22AL A CO G CO P P H K N -=β(3) ()*AL A P P K -= (4)式中 2CO N - 单位时间单位面积传递的CO 2量；β - 增大因子；L K - 液相传质系数；G K - 气相传质系数；*A C - 气相中C02分压的平衡浓度；AL C - 液相中的C02浓度；2CO H - C02的溶解度系数；A P - C02分压，为总压与吸收液面上饱和水蒸气压之差；*AL P - 吸收液上C02的平衡分压；K - K 2CO 3吸收C02的气液传质系数。
实验中以钢瓶装C02作气源，经过稳压，控制气体流量、增湿后进入双驱动搅拌吸收器，气体为连续流动，吸收液固定在吸收器内，操作一定的时间后取得各项数据，可计算出K 值,此为一个平均值。
C02在整个吸收过程的传质量可用K 2CO 3中的KHCO 3增加量来确定，即可用酸解法来得到，从每毫升吸收液在吸收前后所持有C02量的差可以确定C02总吸收量（操作方法见实验步骤中的分析方法）。
吸收在60℃下操作，使用1.2M 的K 2CO 3吸收液，它的平衡分压可用下式计算：⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=T f f C P CO 8160exp 11098.124.08*2 (5)式中 *2CO P - CO 2平衡分压 [MPa] C - K 2CO 3的浓度 [mol/L]T - 吸收温度 [K]f - 转化度 [无因次 -=-+=3332HCO CO HCO C C C f ]60℃时热钾碱上水蒸汽分压较大，应从总压中扣除水蒸汽分压后才是界面上CO 2的分压。
60℃碱液上水蒸汽分压可按下式计算：()f P W ⨯-=3.0101751.0(6)式中 W P - 水蒸汽分压 [MPa]吸收液的起始转化度和终了转化度均可用酸解法求取（见分析方法）。
为了考察其他物系不同操作条件对吸收速率的影响，可以分别改变气相的搅拌速度与液相的搅拌速度，测得传质系数后进行综合比较，确定系统的传质的情况。
3、实验装置与流程图2–11 双驱动搅拌器实验流程示意图1–气体稳压管；2、12–气体温度计；3、14–皂膜流量计；4–气体调节阀；5、15–压差计；6–气体增湿器；7–双驱动搅拌吸收器；8–吸收液取样阀；9、10–直流电机；11–弹簧夹；13–吸收剂瓶气体从钢瓶经减压阀送出，经稳压管稳压后由气体调节阀4调节适当流量，用皂膜流量计计量后进入水饱和器6，饱和器放置在超级恒温槽内，双驱动搅拌吸收器7的吸收温度也由恒温槽控制，增湿的气体从吸收器中部进入，与吸收液接触后从上部出口引出，出口气体经另一皂膜流量计后放空。
双驱动搅拌吸收器是一个气液接触界面已知的设备，气相搅拌轴与液相搅拌轴都与各自的磁钢相连接，搅拌浆的转速分别通过可控硅直流调速器调节。
吸收器中液面的位置应控制在液相搅拌浆上浆的下缘1mm 左右,以保证浆叶转动时正好刮在液面上，以达到更新表面的目的。
吸收液从吸收剂瓶一次准确加入。
4、 实验步骤及方法 进水(1) 实验操作步骤：1) 开启总电源。
开启超级恒温槽，将恒温水调节到需要的温度。
2) 关闭气体调节阀，开启CO 2钢瓶阀，缓慢开启减压阀，观察稳压管内的鼓泡情况，再开气体调节阀并通过皂膜流量计调节到适当流量，并让CO 2置换装置内的空气。
调节气相及液相搅拌转速在指定值附近。
3) 待恒温槽到达所需温度，排代空气置换完全，进入吸收器的气体流量适宜且气体稳压管里有气泡冒出，此时可向吸收器内加吸收液，使吸收剂的液面与液相搅拌器上面一个浆叶的下缘相切。
要一次正确加入。
液相的转速不能过大，以防液面波动造成实验误差过大。
此时记作为吸收过程开始的“零点”。
4) 吸收2小时，从吸收液取样阀8中迅速放出吸收液，用250ml 量筒接取，并精确量出吸收液体积。
5) 用酸解法分析初始及终了的吸收液中CO 2的含量。
6) 关闭吸收液取样阀门、气体调节阀、CO 2减压阀、钢瓶阀，关闭超级恒温槽的电源，使气液相转速回“零”，关闭两个转速表开关，关掉总电源。
采取有效措施防止压强计上的水柱倒灌。
(2) 酸解法分析吸收液中CO 2含量。
1) 原理：热钾碱与H 2SO 4的反应放出CO 2，用量气管测量CO 2体积，即可求出溶液的转化度。
反应式为：O H CO SO K SO H CO K 22424232+↑+=+（7） O H CO SO K SO H KHCO 224242322+↑+=+（8）2) 仪器与试剂：a ．仪器装置，参考实验“热钾碱溶液吸收CO 2的吸收速率系数的测定”。
B ．1ml 移液管1支，5ml 移液管1支。
C ．3mol/l 浓度的H 2SO 4。
3) 分析操作及计量：准确吸取吸收液1ml 置于反应瓶的内瓶中，用5ml 移液管移5ml 3molH 2SO 4置于反应瓶的外瓶内，提高水准瓶，使液面升至量气管的上刻度处，塞紧瓶塞，使其不漏气后，调整水准瓶的高度，使水准瓶的液面与量气管内液面相平，记下量气管的读数1V 。
摇动反应瓶使H 2SO 4与碱液充分混合，反应完全（无气泡发生），再记下量气管的读数2V 。
可计算出吸收液中CO 2含量。
溶液中：()()ϕ⋅-=122V V ml /ml V CO 碱液（9） 式中：2CO V - 每ml 吸收液含CO 2的ml 量[]ml ml /ϕ - 校正系数，3.101)(2.2732O H P P T -⋅=ϕ； （10）式中 P - 大气压， （KPa ）；T - 酸解时器内CO 2温度， (K)；O H P 2 - t ℃时的饱和水蒸气压，（KPa ）；)[]13.4644.38163036.18exp 1333.02--T P O H ＝，（KPa ）；(11) 溶液转化度可按下式计算：10-=f fC C f (12)f - 吸收液的转化度。
可用来计算吸收液上CO 2的平衡分压与水的饱和蒸汽压。
f f C C 、 - 吸收后和吸收前1ml 吸收液酸解后放出的CO 2校正后体积数（ml ）。
5、 实验数据处理CO2进口温度/0C ：47 CO 2出口温度/0C ：49.9恒温水浴温度/0C ：60 下搅拌转速r/min ：45 上搅拌转速r/min ：P H2O =0.1333exp[18.3036-3816.44/(25.1+273.15-46.13)]=3.1615KPaϕ=273.2/(25.1+273.15)×(101.3-3.1615)/101.3=0.887V co2（碱液）=△V ×ϕ=18.53*0.887=16.436ml吸收后溶液：P H2O=0.1333exp[18.3036-3816.44/（24.7+273.15-46.13）]=3.0859MPaϕ=273.2/（24.7+273.15）×（101.3-3.0859）/101.3=0.889V co2（碱液）=△V×ϕ=29.7*0.889=26.44mlf=26.44/16.436-1=0.6P co2平衡分压=1.98×108×1.20.4×（0.62/（1-0.6）×exp（-8160/（60+273.15）=4.43×10-3MPaP w=0.01751×（1-0.3×0.6）=0.0143MPaN co2=（26.44-16.436）×0.888×274×0.001/22.4×5400×0.03^2×3.14=7.117×10-3（mol/（s·m2·）K=N co2/（P A-P AL）=0.007117/（0.101-0.0143-0.00443）=0.0865mol/（s·m2·MPa）6、实验总结实验中可以产生各种误差，原因有：1、仪器本身存在误差2、数据处理时有效值的取值存在误差3、用移液管时存在主观误差……等等我们组在进行实验时，吸收液并没有完全进入，遗漏了一些吸收液，使用移液管时不够精确。