填料塔吸收传质系数的测定实验doc

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填料塔中传质系数的测定

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）。

实验七填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

实验六吸收实验(一)丙酮填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定一、实验目的1、了解填料吸收塔的结构和流程；2、了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；3、掌握吸收总传质系数Kya 的测定方法。

二、实验内容1、测定吸收剂用量与气体进出口浓度y 1、y 2的关系;2、测定气体流量与气体进出口浓度y 1、y 2的关系;3、测定吸收剂及气体温度与气体进出口浓度y 1、y 2的关系; 三、实验原理吸收是分离混合气体时利用混合气体中某组分在吸收剂中的溶解度不同而达到分离的一种方法。

不同的组分在不同的吸收剂、吸收温度、液气比及吸收剂进口浓度下，其吸收速率是不同的。

所选用的吸收剂对某组分具有选择性吸收。

1、吸收总传质系数K y a 的测定传质速率式： N A =K y a ·V 填·△Ym (1)物料衡算式： G 空(Y 1-Y 2)=L(X 1-X 2) (2) 相平衡式： Y=mX (3)(1)和(2)式联立得： K y a=12()mG Y Y V Y -∆空填 (4)由于实验物系是清水吸收丙酮，惰性气体为空气，气体进口中丙酮浓度y 1>10%,属于高浓度气体吸收，所以： Y 1=111y y - ； Y 2= 221y y - ；G 空—空气的流量（由装有测空气的流量计测定）,Kmol/m 2·h ；V 填—与塔结构和填料层高度有关；其中：22112211ln)()(mX Y mX Y mX Y mX Y Y m -----=∆ (5)02=X ； )(211Y Y LGX -=空；L —吸收剂的流量（由装有测吸收剂的流量计测定）, Kmol/m 2·h ； m---相平衡常数（由吸收剂进塔与出塔处装的温度计所测温度确定），吸收温度：附：流量计校正公式为：2出进t t t +=G G =, L/h (G N 为空气转子流量计读数) 单位变换：G A =空，Kmol/m 2·h ；（其中，A 为塔横截面积，PG n RT=）o L L M A=，Kmol/m 2·h ；（其中，L 0是水流量l/h ，M 0是水的摩尔质量）2、吸收塔的操作吸收操作的目标函数：y 2 或 η=影响y 2 有：1).设备因素；2).操作因素。

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。

实验四填料塔吸收传质系数的测定

4填料塔吸收传质系数的测定实验目的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； 4．了解气相色谱仪和六通阀在线检测CO 2浓度和测量方法。

实验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，所以气体吸收实验选择CO 2作为溶质组分是最为适宜的。

本实验采用水吸收空气中的CO 2组分。

一般将配置的原料气中的CO 2浓度控制在10%以内，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理。

又CO 2在水中的溶解度很小，所以此体系CO 2气体的吸收过程属于液膜控制过程。

因此，本实验主要测定K xa 和H OL 。

1）计算公式填料层高度Z 为OL OL x x xaZN H xx dxK LdZ z ⋅=-==⎰⎰*120 （6－1）式中： L 液体通过塔截面的摩尔流量，kmol/(m 2·s)； K xa △X 为推动力的液相总体积传质系数，kmol/(m 3·s)； H OL 传质单元高度，m ；N OL 传质单元数，无因次。

令：吸收因数A=L/mG（6－2）])1ln[(111121A mx y mx y A A N OL +----=?（6－3）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）测定塔顶和塔底气相组成y1和y2；（3）平衡关系。

本实验的平衡关系可写成y=m x（6－4）式中：m相平衡常数，m=E/P；E亨利系数，E＝f(t)，Pa，根据液相温度测定值由附录查得；p总压，Pa，取压力表指示值。

对清水而言，x2=0,由全塔物料衡算可得x1。

实验装置与流程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。

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）。

实验十三吸收塔的操作和吸收传质系数的测定

YY 1Y 2XX 1X 2图12-1 吸收操作线和平衡线操作线22()LY X X Y G=-+ 平衡线Y=mX实验十二填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定一、实验目的一、了解填料吸收塔的结构和流程。

二、了解吸收剂入口条件的转变对吸收操作结果的影响。

3、掌握吸收总体积传质系数a K y 和a K x 的测定方式。

二、大体原理一、测气相整体积传质系数的原理气相整体积传质系数由填料层高度公式决定12Y mY Y VZ K a Y -=⋅Ω∆ （12-1） **1122*11*22()()()ln()m Y Y Y Y Y Y Y Y Y ---∆=-- (12-2) 式中yK 气相总传质系数，mol/m 2·h ；m Y ∆塔顶、塔底气相平均推动力； a 填料的有效比表面积，m 2/m 3；a K y 气相总体积吸收传质系数，mol/m 3·h 。

（1）Z ――填料层高度m ，按照所装填料的高度直接测量。

（2）Ω――塔截面积m 2，24D πΩ=，而D 塔径为已知。

（3）V ――情性气体摩尔流量（空气）mol/ h ，按照理想气体状态方程可知：vpq V RT =，p――压力Pa ，压力表测量空气压力；q v ――体积流量m 3/h ，转子流量计测量（注意读数为实验条件20℃、1atm 下的，可直接利用公式进行计算，若是用操作条件则需要进行换算，其依据为'0'0(')()f v v f q q ρρρρρρ-=-；T ――空气温度K ，温度计测量。

（4）Y 1――1111y Y y =-，稳固操作后（各仪表读数恒定5min ）测量气体入口浓度（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分率。

（5）Y 2――2221y Y y =-，稳固操作后（各仪表读数恒定5min ）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分率。

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。

吸收实验—填料塔吸收传质系数的测定.

实验八吸收实验—填料塔吸收传质系数的测定一、实验目的⒈了解填料塔吸收装置的基本结构及流程；⒉掌握总体积传质系数的测定方法；⒊测定填料塔的流体力学性能；⒋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；⒌了解气相色谱仪和六通阀在线检测CO2浓度和测量方法；二、基本原理气体吸收是典型的传质过程之一。

由于CO2气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验选择CO2作为溶质组分是最为适宜的。

本实验采用水吸收空气中的CO2组分。

一般将配置的原料气中的CO2浓度控制在10%以内，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理。

又CO2在水中的溶解度很小，所以此体系CO2气体的吸收过程属于液膜控制过程。

因此，本实验主要测定Kxa和HOL。

⒈计算公式：填料层高度h为：h=⎰h0dh=LKXaΩ⎰XbdXX-X*Xa=HOL⋅NOL A=LmV，则：NOL=11-Aln[(1-A)Yb-mXaYb-mXb+A]令：吸收因数HOL=LKxaΩ=hNOLKXa=LHOLΩ式中：h──填料层高度，m；L──液体的摩尔流量，kmol/s；Ω──填料塔的横截面积，m2；Kxa──以△X为推动力的液相总体积传质系数，kmol/(m3〃s)；HOL──液相总传质单元高度，m；NOL──液相总传质单元数，无因次；Xa，Xb──CO2在塔顶、塔底液相中的摩尔比浓度，无因次；Ya，Yb──CO2在塔顶、塔底气相中的摩尔比浓度，无因次。

⒉测定方法(a)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。

(b)测定塔顶和塔底气相组成yb和ya；(c)平衡关系。

本实验的平衡关系可写成： Y=mX 式中：m──相平衡常数，m=E/P；E──亨利系数，E＝f(t)，Pa，根据液相温度测定值由附录查得；P──总压，Pa。

对清水而言，Xa=0,由全塔物料衡算V(Yb-Ya)=L(Xb-Xa)，可得Xb。

实验十二吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

YY 1Y 2XX 1X 2图12-1 吸收操作线和平衡线操作线22()LY X X Y G=-+ 平衡线Y=mX实验十二填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定一、实验目的1、了解填料吸收塔的结构和流程。

2、了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响。

3、掌握吸收总体积传质系数a K y 和a K x 的测定方法。

二、基本原理1、测气相总体积传质系数的原理气相总体积传质系数由填料层高度公式决定12Y mY Y VZ K a Y -=⋅Ω∆ （12-1） **1122*11*22()()()ln ()m Y Y Y Y Y Y Y Y Y ---∆=-- (12-2) 式中y K 气相总传质系数，mol/m 2·h ；m Y ∆塔顶、塔底气相平均推动力；a 填料的有效比表面积，m 2/m 3；a K y 气相总体积吸收传质系数，mol/m 3·h 。

（1）Z ――填料层高度m ，根据所装填料的高度直接测量。

（2）Ω――塔截面积m 2，24D πΩ=，而D 塔径为已知。

（3）V ――情性气体摩尔流量（空气）mol/ h ，根据理想气体状态方程可知：vpq V RT =，p――压力Pa ，压力表测量空气压力；q v ――体积流量m 3/h ，转子流量计测量（注意读数为实验条件20℃、1atm 下的，可直接利用公式进行计算，如果用操作条件则需要进行换算，其依据为'v v q q =；T ――空气温度K ，温度计测量。

（4）Y 1――1111y Y y =-，稳定操作后（各仪表读数恒定5min ）测量气体进口浓度（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分率。

（5）Y 2――2221y Y y =-，稳定操作后（各仪表读数恒定5min ）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分率。

（6）气相平均推动力m Y ∆将吸收操作线和平衡线在坐标纸上作图，如图12-1所示在平衡线为直线或近似为直线时，操作线与平衡线之间的垂直距离即为塔顶与塔底气相推动力。

填料吸收塔操作及吸收传质系数的测定

填料精馏塔的操作与塔效率的测定金世成2014301040177实验数据处理装置编号：塔型：浆叶式搅拌萃取塔塔内径：37mm 溶质：A ：苯甲酸稀释剂B ：煤油萃取剂S ：水连续相：水分散相：煤油重相密度：997.5kg·m -3轻相密度：800kg·m -3流量计转子密度ρf ：7900kg·m -3塔的有效高度：0.75m 塔内温度t ＝23.6℃多次测得的数据取平均值，得如下表格1、重相水的密度：ρH2O =-0.0055×23.62+0.0228×23.6+999.99=997.5kg·m -32、轻相煤油的密度：800kg·m -33、塔底重相质量m 1:m 1=ρH2O ×V H2O =0.9975×25g =24.94g4、塔底轻相质量m 2:m 2=ρ煤油×V 煤油=0.8×10g =8g5、根据X Rb =（C NaOH ×V NaOH ×M NaOH ）/（m 2+C NaOH ×V NaOH ×M NaOH ），可依次得到实验序号为1，2，3的X Rb 值6、根据X Rt =（C NaOH ×V NaOH ×M NaOH ）/（m 2+C NaOH ×V NaOH ×M NaOH ），可依次得到实验序号为1，项目\实验序号123桨叶转速转/分200258296水转子流量计读数L ·h -14煤油转子流量计读数L ·h -16校正得到的煤油实际流量L ·h -14.53浓度分析NaOH 溶液浓度mol ·L -10.01052塔底轻相X Rb样品体积mL 101010NaOH 体积mL 6.73 6.60 6.67塔顶轻相X Rt 样品体积mL 101010NaOH 体积mL 4.15 3.30 2.50塔底重相Y Eb样品体积mL 102525NaOH 体积mL 0.200.874.21计算及实验结果塔底轻相浓度X RbkgA/kgB 3.539×10-4 3.470×10-4 3.507×10-4塔顶轻相浓度X Rt kgA/kgB 2.182×10-4 1.735×10-4 1.315×10-4塔底重相浓度Y Eb kgA/kgB 8.436×10-61.468×10-57.103×10-5水流量S kgS ·h -1 3.99煤油流量B kgB ·h -14.8传质单元数N OE 0.0304350.0594940.35448传质单元高度H OE 24.6426812.60631 2.11578体积总传质系数Y E a[m ·h ·(kgA/kgS)]150.5884294.36871753.922，3的X Rt值7、Y Eb=（C NaOH×V NaOH×M NaOH）/（m1+C NaOH×V NaOH×M NaOH），可依次得到实验序号为1，2，3的Y Ebt值9、作操作线，操作线方程B（X Rb-X Rt）=S(Y Eb-Y Et),由操作线上取一系列X R值，再由平衡曲线找出一系列对应的Y E*值。

6吸收(解吸)实验

φ100×100mm，比表面积700m2/m3。 θ环散装填料：
（3）转子流量计；
条介质
最大流量
空气
4m3/h
最小刻度 0.1 m3/h
标定介质空气
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
件标定条件 20℃ 1.0133×105Pa
CO2
60 L/h
10 L/h
空气
20℃ 1.0133×105Pa
水
1000L/h
20 L/h
水
20℃ 1.0133×105Pa
（3）测定塔顶和塔底气相组成y1和y2；（4）平衡关系。
本实验的平衡关系可写成 y = mx
（１－36 ）
式中: m---相平衡常数，m=E/P；
E---亨利系数，E＝f(t)，Pa，根据液相温度由附录查得；
P---总压，Pa，取1atm。
对清水而言，x2=0,由全塔物料衡算可得x1 。
6.1.4实验装置与流程
A.计算公式填料层高度Z为
z
Z
dZ
L
0
K xa
x1 dx x2 x x
H OL
NOL
（1－33）
式中：L为液体通过塔截面的摩尔流量，kmol / (m2·s)；
Kxa是以△X为推动力的液相总体积的传质系数， kmol/(m3·s)；
HOL为液相总传质单元高度，m；
NOL为液相总传质单元数，无因次。
令：吸收因数A=L/mG
（1－34）
N OL
1 ln[(1 1 A
A)
y1 mx 2 y1 mx1
A]
（1－35）
B.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

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。

填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

实验数据处理中注意事项说明
❖ 1．气体流量计在0.02MPa下使用，与气体
流量计标定时的状态不同，故需校正
G GN
P0T PT0
❖ 2．吸收剂的进口温度由半导体温度计测得，需全知塔道平全均塔温平度均为温：度，来t 查得t进各组t出的m值。 2
❖
实验数据处理结果的讨论及要求
1．在空气流量恒定条件下，改变清水流量，讨论组分回收率η，传质推动力,Δym和传质系数Kya的变化规律。
实验内容
❖ 1．在空气流量恒定条件下，改变清水流量，测定气体进出浓度y1、y2，计算组分回收率η，传质推动力面 Δym和传质系数Kya。
❖ 2．在清2，计算组分回收率η，传质推动力面Δym和传质系数Kya。
❖ 3．在空气流量和清水流量恒定条件下，改变清水温度，测定气体进出口浓度y1、y2，计算组分回收率η，传质推动力面Δym和传质系数Kya。
K ya C Ga Lb
(三). 吸收塔的操作和调节：
❖ 回收率η
y1 y2 1 y2
y1
y1
吸收剂的进口条件：流率L、温度t、浓度x2三个因素 1、改变吸收剂用量 2、改变吸收剂入口温度 3、吸收剂进口浓度x2
吸收塔的操作和调节
给定条件：H，,Kya,y1 调节手段：L，t，x２，
t降低，使气体的溶解度增大，m减小，相平衡线下移。推动力增加。吸收速率增大，y2减小,吸收率增加
y1 y2
x2
x1
实验装置示意图及流程
空气―丙酮混合气― 水吸收系统，吸收塔为填料吸收塔，
气相色谱分析的方法，测定混合气进口浓度y1及混合气出口浓度y2。
❖ 分别改变水流量、空气流量（均由小至大）、及水温（升高）的方法，测数组数据。每改变一次水流量或空气流量，均需间隔数分钟取样，或出口水温基本恒定。

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。

6 填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

实验四十六填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定一、实验目的1、熟悉吸收传质系数的测定方法及实验装置；2、了解操作条件改变对吸收率、平均推动力及传质系数的影响。

二、实验内容1、测定丙酮、空气-水吸收系统在填料吸收塔内作逆流接触的吸收传质系数K y a 或K x a2、分别改变吸收剂流量L 和进口温度t 1进，稳定操作后测定气体进、出口浓度y 1、y 2，计算回收率和吸收率传质系数K y a 或K x a 。

三、基本原理吸收操作的目的是使进塔气体混合物中被吸收组分的出口浓度达到一定要求。

影响2y 的因素有：塔的结构、填料类型、吸收剂性能以及操作条件。

1、吸收传质速率方程式及传质系数吸收传质速率： A N =y m K A y ∆ （1）式中： y K —气相总传质系数，2/mol m h ;传质系数：my y Z y G y G aK ∆⋅⋅Ω-=2211 （2）ak m a k a K x y y +11＝（3）m y ∆—塔顶、塔底气相平均推动力, 2121ln y y y y y m ∆∆∆-∆∆＝（4） A —填料的有效接触面积2m ，2Z,=4A a D π=⋅Ω⋅Ω （5）全塔物料衡算：m y y Z a K y G y G ∆⋅⋅Ω⋅=-2211 （6）平均推动力： 221122112121ln )()(ln mx y mx y mx y mx y y y y y y m -----=∆∆∆-∆∆＝（7）由文献可知：a y bx K a AG k a BL==显然：a b y k a CG L = （8）2、吸收塔的操作和调节：在塔结构、填料类型及吸收剂一定情况下，影响y 2、K y a 、m y ∆的因素主要是操作条件。

（1）G=const 时，当L 2y ↑⇒↓若气相阻力控制： a k x 不变，a k y 不变，↑∆m y ，则↓2y ；若液相阻力控制：↑a k x ，↑↑a k y ，↑↓∆?m y ，则↓2y ；若两相阻力联合控制：↑a k x ，↑a k y ，?m y ∆，则↓2y 。

实验四填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定

实验四填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定姓名：学号：；学院专业级班；同组同学姓名：；；。

.实验日期：；天气：；室温：大气压：；成绩：一、实验目的1.了解填料吸收塔的结构和操作流程；2.掌握产生液泛现象的原因和过程。

3.明确吸收塔填料层压降p与空塔气速u在双对数坐标中的关系曲线及其意义，了解实际操作气速与泛点气速之间的关系4.了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响；5. 掌握气相总容积吸收传质系数Ky,α的测定方法二、基本原理吸收是指利用气体中各组分在液相中溶解度的差异而分离气体混合物的操作。

在吸收过程中，所用液体成为吸收剂（或溶剂）；气体中被溶解的组分称为吸收质或溶质；不被溶解的气体组分称为惰性气体或载体；吸收操作所得到的液体称为溶液（主要成分为吸收剂和溶质）；剩余的气体为尾气，主要成分为惰性气体，还有残余的吸收质。

1.气液相平衡关系大多数气体物质A溶解形成稀溶液时，稀溶液上方溶质A的平衡分压p A*与其在溶液中的摩尔分数x A成正比：p A* = Ex A (4-1) 这就是亨利定律。

式中，E为亨利系数（kPa）。

若气相组成也用平衡摩尔分数y*表示，则(3-4-1)式可写为：y A* = Ex A/p 总(4-2) 令E/p总= m，则y A* = mx A (4-3) 式中，m为相平衡系数，量纲为1。

吸收过程中，溶液和气体的总量在不断变化，使得吸收过程的计算比较复杂。

为了简便起见，工程计算中采用在吸收过程中数量不变的惰性气体（如空气）和纯吸收剂为基准，用物质的量之比（也称为比摩尔分数）来表示气相和液相中吸收质A的含量，并分别用Y A和X A表示。

平衡时，其关系式为：Y A*= mX A/(1+(1-m)X A)当溶液浓度很低时，X A很小，则1+(1－m)X A≈1，式(3-4-4)可简化为：Y A*＝mX A2.填料吸收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。

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。