传质过程吸收系数的影响因素
吸收实验报告实验小结
一、实验目的本次实验旨在通过实际操作，掌握吸收实验的基本原理和操作方法，了解吸收塔的结构和工作原理，学习如何测定填料塔的体积吸收系数，并分析影响吸收效率的因素。
二、实验原理吸收实验是化工过程中常见的传质操作之一，主要用于气体和液体之间的物质传递。
本实验采用填料塔作为吸收设备，通过改变气体和液体的流量，研究其传质性能。
填料塔的体积吸收系数KYa是指单位体积填料层在单位时间内，气体和液体之间的传质速率。
其计算公式如下：KYa = (qL (C2 - C1)) / (qV (C2 - C1))其中，qL为液体流量，qV为气体流量，C1为进塔气体中溶质的摩尔分数，C2为出塔气体中溶质的摩尔分数。
三、实验内容1. 实验装置及原理实验装置主要包括填料塔、气体发生器、流量计、压力计、温度计等。
填料塔内填充有适当的填料，气体和液体在填料层内进行逆流接触，实现物质传递。
2. 实验步骤（1）准备实验装置，检查各连接处是否严密，确保实验过程中无泄漏。
（2）开启气体发生器，调整气体流量，使其达到实验要求。
（3）调整液体流量，使其达到实验要求。
（4）记录进塔气体中溶质的摩尔分数C1，出塔气体中溶质的摩尔分数C2，以及气体和液体流量。
（5）重复上述步骤，改变气体和液体流量，记录数据。
（6）根据实验数据，计算填料塔的体积吸收系数KYa。
四、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，得到了不同气体和液体流量下填料塔的体积吸收系数KYa。
实验结果表明，填料塔的体积吸收系数KYa随着气体和液体流量的增加而增加。
2. 结果分析（1）气体和液体流量对体积吸收系数的影响：实验结果表明，填料塔的体积吸收系数KYa随着气体和液体流量的增加而增加。
这是因为气体和液体流量的增加，使得气液两相接触面积增大，传质速率提高。
（2）填料类型对体积吸收系数的影响：实验结果表明，不同填料类型对填料塔的体积吸收系数KYa有较大影响。
一般来说，填料比表面积越大，孔隙率越高，体积吸收系数KYa越大。
影响吸收速率的因素
D．不能确定
（3）某吸收过程，已知气膜吸收系数kY=4×10-4 kmol/( m2· s)， 液膜吸收系数 kX=8 kmol/( m2· s)，由此可判断该过程为（ A ） A．气膜控制 B．液膜控制 C．双膜控制 D．判断依据 不足
〖新课展开〗
二、影响吸收速率的因素
2．吸收推动力
增大吸收过程的推动力（Y-Y*），可以通过两种途径来实现， 即提高吸收质在气相中的物质的量比Y，或降低与液相平衡的气 相中吸收质物质的量比Y*。但是提高吸收质在气相中的物质的 量比与吸收目的不符，因此，要增大吸收过程的推动力，最好 的方法就是降低与液相平衡的气相吸收质物质的量比Y*，采取 降低吸收温度、提高系统压力、选择溶解度大的吸收剂等措施。 问题3 拟采用吸收操作除去变换气中的二氧化碳，选用水 还是选用烧碱作吸收剂效果更好？为什么？ 回答----烧碱更好，因为氨在烧碱中的溶解度更大，提高 了吸收过程的推动力，从而提高了吸收速率。
式中：KY----气相吸收总系数； KX----液相吸收总系数； Y*----与液相浓度X成平衡的气相的物质的量比； X*----与气相浓度Y成平衡的液相的物质的量比。
〖新课展开〗
二、影响吸收速率的因素
影响吸收速率的主要因素有吸收系数、吸收推动力、气液接触 面积。
1．吸收系数
吸收质的溶解性决定着吸收过程的阻力大小。气体吸收过程 中的阻力主要集中在气膜和液膜中，吸收过程的总阻力与气 膜和液膜阻力的关系为：
〖新课展开〗
二、影响吸收速率的因素
1．吸收系数
在气膜控制的吸收过程中，要提高吸收速率，关键在于增大气 体的流速和湍动程度，减薄气膜层的厚度；在液膜控制的吸收 过程中，要提高的吸收速率，关键在于增大液体的流速和湍动 程度，减薄液膜层的厚度。对于中等溶解度的气体，则要同时 增大气相和液相主体的流速，减薄气、液两个膜层的厚度来增 大吸收速率。下表列举了一些吸收过程的控制因素。 气膜控制
5吸收系数
当溶质在气相中的浓度很低时
b）液相总传质系数间的关系
c）气相总吸收系数与液相总吸收系数的关系
3）各种分系数间的关系
5、传质速率方程的分析
1）溶解度很大时的易溶气体
——气膜控制
气膜控制 例：水吸收氨或HCl气体
液膜控制
例：水吸收氧、CO2
2）溶解度很小时的难溶气体
当H很小时， ——液膜控制
3）对于溶解度适中的气体吸收过程
2.5.2 高组成气体吸收
当混合气体中溶质含量大于 10%以上时，而且被吸收的 数量又较多，称为高组成气体的吸收。与低组成气体相 1 气液两相流量沿塔高显著发生变化，因而操作线方程 式和吸收速率方程式中的组成采用摩尔分率表示。 2 吸收过程伴有显著的热效应，使液体温度升高，为非 等温吸收过程。液体的升温使溶质溶解度降低，将直接 影响气液平衡关系。
目的在于提供与吸收液不相平衡的气相，使其与由塔顶 喷淋而下的吸收液进行逆流接触。这样在解吸推动力的 作用下，溶质将不断由液相传递至气相，塔底得到较纯 净的溶剂，塔顶则得到溶质组分与惰性气体或者蒸汽的
混合物。
采用惰性气体 ( 空气、 N2 、 CO2 等 ) 的解吸过程，适用于脱
除少量溶质以回收溶剂，一般难以同时得到纯净的溶质组
2.4 吸收系数
吸收系数是反映吸收过程物系及设备传质动力学特性的 参数，是设计计算的基本数据，其大小主要受物系的性 质、操作条件及设备结构等三方面的影响。由于影响因 素十分复杂，目前还无通用的计算方法和计算公式。一 般是针对具体的物系，在一定的操作条件和设备条件下
进行实验，将实验数据整理成相应的经验公式或准数关
在吸收塔内装置冷却元件。如板式塔可以在塔板上安全冷却
蛇管或在板间设置冷却器； 引出吸收剂到外部进行冷却； 采用边吸收边冷却得吸收装置； 采用大得喷淋密度。
化工原理下传质机理
cD (cA1 -cA2 ) 同理可得N A＝ z cBm
P c 漂流因子: , p Bm cBm
二、一组分通过另一停滞组分的扩散
比较
NA D RTz ( pA1 pA2 )
相差
P/ p
BM
D P NA （pA1 -pA2） RTz pBm
P/ p
Bm
—反映了总体流动对传质速率的影响。
描述对流传质的基本方程
N A kc cA kmol/(m2·s )
对流传质 速率方程
s· △c)。 kc ——对流传质系数，kmol/(m2·
23
二、对流传质的类型与机理
1.对流传质的类型 对流 传质 强制对流传质
√
强制层流传质
√
强制湍流传质√
自然对流传质 流体与固体壁面间的传质 两流体通过相界面的传质
传质机理： 分子传质 浓度分布： 为一陡峭直线 传质机理 分子传质 涡流传质
层流 内层
在与壁 面垂直 的方向 上分为 三层
缓冲 层
湍流 主体
浓度分布： 为一渐缓曲线 传质机理： 涡流传质为主 浓度分布： 为一平坦曲线
26
2.2.6 吸收过程的机理
一、双膜模型☆ 二、溶质渗透理论 三、表面更新理论
双膜模型
kL D c z L cSm
气膜对流 传质系数 液膜对流 传质系数
30
根据双膜模型，推出
kG ∝DAB
或
kL ∝DAB
双膜模型 模型参数 气膜厚度 液膜厚度
zG zL
31
练 习 题 目
思考题 1.何为“总体流动”，对传质过程有何影响？
2.何为“漂流因子”，与主体流动有何关系？
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。
吸收实验试题集
吸收实验一、简答题：1、本实验中，为什么塔底要有液封？液封高度如何设计？若塔底表压强为8mmHg，大气压强为101330Pa，要维持塔的正常操作，塔底液封高度至少应为多少？答：液封的目的是保证塔内的操作压强。
液封设置时：（1）U形管作液封时，为防止管顶部积存气体，影响液体排放，应在最高点处设置放空阀或设置与系统相连接的平衡管道。
(2)为使在停车时能放净管内液体，一般在U形管最低点应设置放净阀。
当需要观察管内液体流动情况，在出料管一侧可设置视镜。
(3)由于液体被夹带或泄漏等原因造成液封液损失时，在工程设计中应采取措施保持液封高度(根据流体静力学方程计算)。
2、测定Kxa有什么工程意义？3、为什么二氧化碳吸收过程属于液膜控制？4、当气体温度和液体温度不同时，应用什么温度计算亨利系数？5、吸收实验中，空气是由什么设备来输送的？空气可由风机或空压机输送。
6、气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数有何影响？7、从传质推动力和传质阻力两方面分析吸收剂流量对吸收过程的影响？答：当液相阻力较小时，增加液体流量，总传质系数基本不变。
溶质吸收量的增加主要是由于传质平均推动力增大引起的。
当液相阻力较大时，增加液体的流量，总传质系数会增加，而平均推动力可能减小，但总的结果是传质速率增大，溶质吸收量增大。
8、从实验数据分析水吸收丙酮是气膜控制还是液膜控制，还是两者兼有之？答：由3、4两组数据可知，当其他条件不变时，降低操作温度，1/Kya≈m/kxa 减小，符合气膜控制。
9、填料吸收塔底为什么必须有液封装置，液封装置是如何设计的？答：防止实验过程中吸收剂从吸收塔底流出，影响实验结果。
10、在该实验装置上如何验证吸收剂温度对吸收过程的影响？答：设置不同操作温度下的吸收实验，例如第3组和第4组其他条件相同，但第4组吸收剂要加热。
11、如何正确使用转子流量计？答：使流量计保持垂直，等到转子稳定时再读数，测定实际流体时要校正读数。
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萃取设备，它常被用于处理多组分流，进行物质传质和分离。
它具有萃取效率高、无污染、操作成本低和其他特性，在石油、化学、冶金、农药、食品和环境污染控制等行业中都有广泛的应用。
因此，确定填料塔吸收传质系数对于优化萃取工艺及提高工业生产效率至关重要，它也是控制填料塔性能的重要指标。
填料塔的吸收传质系数是指填料塔中某一物质传质分离效率的
程度，它用于衡量进入填料塔的某一物质的操纵效率，解释萃取效率的物理含义，反映填料塔的整体性能。
传质系数受到各种因素的影响，如结构型号、流体性能、运行参数等，传质系数高和不稳定会导致萃取效率低，因此测定填料塔吸收传质系数是调试填料塔及确定优化参数的重要步骤。
填料塔吸收传质系数测定一般采用全质量法、相比法、声速法和动态谱法等，它们有其自身特点，也存在计算繁琐、数据准确度低、测量范围有限等问题。
因此，实验室往往采用不同的方法比较，以确保测量结果的准确性。
测定填料塔吸收传质系数时，需要仔细分析各类参数影响，选择合适的方法，通过精细调整萃取溶液浓度、操作温度、填料数量和流动速度等参数，经过比较，误差不超过5%的结果才被认为是正确的。
同时，在测定填料塔吸收传质系数过程中，实验室应采用非破坏性的控制手段，使用无毒、无害的化学药品，正确操作填料，避免环境污染。
还应定期检查填料塔设备，确保填料塔运行持续、可靠，减
少实验成本。
总之，萃取工艺设计时，测定填料塔吸收传质系数是非常重要的一步，它可用于控制填料塔性能，确保安全生产、提高工作效率和降低设备运行成本。
合理的传质系数测定，可以帮助识别萃取工艺的瓶颈，提高工作质量和生产率。
传质过程的物质关系
传质过程的物质关系在我们的日常生活和各种工业生产中，传质过程无处不在。
从食物的烹饪到药品的制造，从环境治理到化工生产，传质过程都发挥着至关重要的作用。
要深入理解传质过程，就必须弄清楚其中的物质关系。
传质，简单来说，就是物质从一个地方转移到另一个地方的过程。
在这个过程中，涉及到的物质可以是气体、液体或者固体。
物质的转移可能是由于浓度差、温度差、压力差等因素引起的。
先来说说浓度差导致的传质。
想象一下，在一个房间里，一边充满了高浓度的香水气味，而另一边几乎没有。
由于浓度的差异，香水分子会从高浓度的区域向低浓度的区域扩散，直到整个房间的香水浓度变得相对均匀。
这就是浓度差驱动的传质。
在工业上，许多化学分离过程，比如蒸馏、萃取，都是基于物质浓度差来实现的。
温度差也能引起传质。
比如，把一块热的金属块放在冷的环境中，金属块中的热量会逐渐传递给周围的冷空气，同时，金属表面的物质也可能会因为温度的变化而发生转移。
在一些材料加工过程中，温度差导致的传质现象对于控制材料的性能和质量非常关键。
压力差同样是传质的一个重要驱动力。
就像给一个充满气体的容器减压，气体就会迅速从高压区域流向低压区域。
在气体压缩和输送过程中，压力差对气体的传质有着显著的影响。
在传质过程中，物质的扩散系数是一个非常重要的参数。
它反映了物质在特定介质中扩散的快慢程度。
不同的物质在相同的介质中，以及相同的物质在不同的介质中，扩散系数都可能不同。
扩散系数越大，物质的传质速度就越快。
另外，相界面的存在也会对传质产生重要影响。
例如，在气液界面上，气体分子要进入液体，就需要克服相界面的阻力。
相界面的面积大小、表面张力等因素都会影响物质在相间的传质效率。
传质过程还与流体的流动状态密切相关。
如果流体是湍流，物质的混合和传质会更加迅速；而如果是层流，传质的速度则相对较慢。
在设计传质设备时，需要充分考虑流体的流动状态，以提高传质效率。
让我们以常见的吸收过程为例来进一步说明传质过程中的物质关系。
第5章吸收-传质与分离过程的基本概念及吸收系数
少倍？
kYa V0.8
气体流量增加20%
8
z HOG NOG
V
HOG KY a
解： (1)回收率变为多少？
NOG
1 1 S
ln1
S Y1
Y2
Y2 Y2
S
原工况下： S m 1.18 0.56 L V 2.1
NOG
1 1 S
ln1
S 1
1
S
1
1 0.56
ln1
0.56
1
1 0.95
11
解：∵
Y1
y1 1 y1
0.05 1 0.05
0.0527
Y2
y2 1 y2
0.0263 1 0.0263
0.00264
X1
61.2 / 58 (1000 61.2)
/ 18
0.02023
X2 0
Y1* 2X1 2 0.02023 0.04046 Y2* 0
∴ ΔY1 Y1 Y1* 0.0527 0.04046 0.01224
解①水的用量：
100/ 32 y1 (11000) / 22.4 0.07
0.07 Y1 1 0.07 0.0753
Y2 Y1(1 ) 0.0753 (1 0.98) 0.00151 X 2 0
5
习题课
X1
0.67
X
* 1
0.67
0.0753 1.15
0.0439
1000
1000
学习目的 与要求
通过本章学习，应掌握吸收的基本概念和吸收过 程的平衡关系与速率关系；掌握低浓度气体吸收的计 算方法；了解传质与分离过程的基本概念及吸收系数 的获取途径、解吸过程的概念。
填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定解读
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。
实验步骤（2）
6、调节空气流量计调节流量为400L/h，液体流 量为3L/h，注意稳定塔内压力，空压机压力及 保持塔底液位高度60％。 7、用气相色谱分析混合气中丙酮的进口浓度。 当平行实验误差小于5%时，即认为实验条件已 基本稳定。 8、在稳定操作条件下测定气体的进口、出口浓 度。并随时记录气体、塔顶和塔底的温度。
式中：G---气相流量（kmol/h）； Y1、Y2---气相进、出塔浓度。
（2）气相平均推动力
可取塔底与塔顶推动力的对数平均值，
即
Y1 Y2 Ym ln(Y1 Y2 )
Y1 Y1 Y1* Y1 mX1
Y2 Y2 Y2* Y2 mX2
（3）气相总体积传质系数
吸收剂进口浓度对吸收的影响
调节吸收剂进口浓度X A,2是控制 和调节吸收效果的又一重要手段。 吸收剂进口浓度X A,2 降低，液相进口 处的推动力增大，全塔平均推动力 也会随之增大，这有利于吸收过程 吸收率的提高。
吸收剂入口温度对吸收的影响
吸收剂入口温度对吸收过程影响 也很大，这也是控制和调节吸收操作 的一个重要因素。降低吸收剂的温度， 使气体的溶解度增大，相平衡常数减 小，平衡线下移，平均推动力增大， 使吸收效果变好。
化工原理实验—吸收
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的测定方法．二、基本原理1.吸收速率方程式吸收传质速率由吸收速率方程式决定: Na = Ky A Δym式中 Ky 为气相总传质系数，mol/m2*h；A 为填料的有效接触面积，m2；Δym 为塔顶、塔底气相平均推动力。
a 为填料的有效比表面积，m2/m3；V 为填料层堆积体积， m3 ；Kya 为气相总容积吸收传质．系数，mol/m3*h。
从上式可看出，吸收过程传质速率主要由两个参数决定：Δym为过程的传质推动力，Kya的倒数1/Kya表征过程的传质阻力。
2．填料吸收塔的操作吸收操作的结果最终表现在出口气体的组成y2上，或组分的回收率η上。
在低浓度气体吸收时，回收率可近似用下式计算：η = （y1 - y2）/y1吸收塔的气体进口条件是由前一工序决定的，一般认为稳定不变。
控制和调节吸收操作结果的操作变量是吸收剂的进口条件：流率 L 、温度 t 和浓度 x2 这三个要素。
由吸收分析可知，改变吸收剂用量是对吸收过程进行调节的最常用方法，当气体流率 G 不变时，增加吸收剂流率，吸收速率η增加，溶质吸收量增加，出口气体的组成y2随着减小，回收率η增大。
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Δym的增大而引起，即此时吸收过程的调节主要靠传质推动力的变化。
但当液相阻力较大时，增加液体的流量，可明显降低传质阻力，总传质系数大幅度增加，而平均推动力却有可能减小（视调节前操作工况的不同而不同），但总的结果使传质速率增大，溶质吸收量增大。
吸收剂入口温度对吸收过程的影响也甚大，也是控制和调节吸收操作的一个重要因素。
降低吸收剂的温度，使气体的溶解度增大，相平衡常数减小。
对于液膜控制的吸收过程，降低操作温度，吸收过程的阻力随之减小，使吸收效果变好，y2降低，但平均推动力Δym或许会有所减小。
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。
化工原理中吸收系数的物理意义
化工原理中吸收系数的物理意义
在化工原理中，吸收系数是指气体或液体在吸收剂中被吸收的能力。
它表示单位时间内单位体积或单位质量的吸收剂能够吸收多少物质。
吸收系数的物理意义如下：
1. 表征物质在吸收剂中的溶解程度：吸收系数越大，表示物质在吸收剂中的溶解能力越强。
2. 衡量吸收效果的程度：吸收系数高的吸收剂能够更有效地吸收物质，因此吸收系数也是衡量吸收效果好坏的一个重要指标。
3. 描述物质传质速度：吸收系数与物质的传质速度成正比，即吸收系数越大，物质在吸收剂中的传质速度越快。
4. 影响吸收塔尺寸和运行成本：吸收系数越大，为了达到一定的吸收效果，吸收塔的尺寸可以相应减小，从而降低了设备成本和操作成本。
总之，吸收系数在化工原理中具有重要的物理意义，它可以量化吸收剂对物质的吸收能力和效果，并对吸收过程的传质速度和设备设计具有指导作用。
传质系数和传质理论
U0
-─气体在填料空隙中的实际流速，u0=u/（u为空塔气速m/s）；
第五节
传质系数和传质理论
0.67
(2)计算液相传质系数的准数关联式
ReL Sh L 0.000595
液相舍伍德准数
Sc L 0.33 Ga 0.33
cSm l Sh L kL c D
PD B ReG Sc G kG RTpBm
适用范围: 湿壁塔或拉西环填料塔 ReG = 2×103~3.5×104 ScG = 0.6~2.5
P = 101~303 kPa(绝压)
模型参数:
应用场合 湿壁塔 填料塔 0.023 0.066 0.83 0.8 0.44 0.33
双膜理论存在着很大的局限性，例如对具有自由相界面或高度湍动 的两流体间的传质体系，相界面是不稳定的，因此界面两侧存在稳 定的等效膜层以及物质以分子扩散方式通过此两膜层的假设都难以 成立； 该理论提出的双阻力概念，即认为传质阻力集中在相接触的两流体 相中，而界面阻力可忽略不计的概念，在传质过程的计算中得到了 广泛承认，仍是传质过程及设备设计的依据；
气 液 相界面 液相主体 气相主体 膜 膜
p pi = Ci / H Ci
pi
1
2
C
第五节
传质系数和传质理论
按双膜理论，传质系数与扩散系数成正比，这与实验所得的关联式
的结果相差较大； 由此理论所得的传质系数计算式形式简单，但等效膜层厚度 1 和
2 以及界面上浓度 pi 和 Ci 都难以确定；
kL 2
c
DAB
该理论指出传质系数与扩散系数DAB的 0.5 次方成正比，比双膜理 论更加接近于实验值，表明其对传质机理分析更加接近实际。
吸收传质系数的测定实验报告
吸收传质系数的测定实验报告吸收传质系数的测定实验报告导言：吸收传质系数是描述气体或液体在吸收剂中传质速率的重要参数。
准确测定吸收传质系数对于工业过程的设计和优化具有重要意义。
本实验旨在通过测定气体在液体中的传质速率，计算出吸收传质系数，并对实验结果进行分析和讨论。
实验原理：吸收传质系数的测定通常采用气体在液体中的传质速率来近似计算。
在本实验中，我们选择了某种气体和液体进行传质实验。
首先，将气体通过一定的流量控制器进入装置中，然后经过液体吸收剂的吸收作用，最后通过出口处排出。
根据气体进入和出口处的浓度差异，结合流量和液体吸收剂的性质，可以计算出吸收传质系数。
实验步骤：1. 准备实验所需的装置和材料，包括流量控制器、吸收器、液体吸收剂、进口和出口管道等。
2. 将流量控制器和吸收器连接好，并将液体吸收剂注入吸收器中。
3. 根据实验要求，设置气体的进入流量和压力。
4. 打开气体进口阀门，使气体进入吸收器。
5. 根据实验时间，记录下气体进入和出口处的浓度值。
6. 根据浓度差异、流量和吸收剂的性质，计算出吸收传质系数。
实验结果与讨论：经过实验测量和计算，我们得到了吸收传质系数的数值。
然而，实验结果可能会受到多种因素的影响，如实验条件、装置的误差和吸收剂的性质等。
因此，在对实验结果进行讨论时，需要考虑这些因素的影响。
首先，实验条件的选择对于结果的准确性具有重要影响。
在实验中，我们需要控制气体的流量和压力，并确保实验过程的稳定性。
如果实验条件不合适或不稳定，将导致实验结果的误差增大。
其次，装置的误差也会对实验结果产生影响。
例如，流量控制器的精度、吸收器的设计和材料选择等都会对实验结果产生一定的误差。
在实验中，我们需要注意选择合适的装置，并进行校准和调整，以减小误差的影响。
最后，吸收剂的性质也是影响实验结果的重要因素。
吸收剂的选择和浓度都会对传质速率和吸收传质系数产生影响。
在实验中，我们需要选择适合的吸收剂，并进行一定的预处理，以获得准确的实验结果。
吸收实验问答
吸收实验实验问答1.分析影响传质系数的因数？影响传质系数的因素很复杂，其大小主要取决于三个方面，大致归纳如下：①物系的性质，包括液体粘度、气体密度、表面张力等②操作条件，包括温度、压力、浓度、气液流速（流动状况）、气液分布状况等③设备的性能（即填料的性能），包括设备结构，填料的类型等2.填料吸收塔塔底为什么有液封装置？液封采用了什么原理？答：液封装备分2 类，概括起来即为平衡维持塔内需要达到的操作压力。
一类，塔内正压，这时采用液封装置是防止塔内气体(一般为有毒有害或者本来就是产品)外漏，造成污染环境或者浪费。
二类，塔内真空，这这时采用液封装置是防止塔外气体进入塔内，影响吸收效率和增加后面的相关设备(如风机)负担。
原理：利用一定高度液体产生的压力抵消塔内产生的压力产生平衡，隔离塔内外气体。
（利用了流体静力学的理论知识。
）3.在填料塔的流体力学特性中，确定最佳操作空塔气速是多少？填料塔的流体力学性能主要包括填料层的持液量、填料层的压降、液泛、填料表面的润湿及返混。
此属于测定压降实验目的对应的实验回答，本实验不要求回答（我觉得）。
（四川大学版）4.测定Kxa需要测定哪些参数？有何实际意义？①测定Kxa需要测定的参数有：在稳定的操作状况下的进、出塔气、液流量和进、出塔气、液浓度（或者是一定填料层高度两端的气液浓度），根据物料衡算及平衡关系可求出体积传质系数Kxa；②实际意义：a.由于影响传质系数的因素很复杂，其计算难以通过理论模型解决，因此实验测得的体积传质系数可用于设计体系特性、操作条件及设备性能与实验测定时相同或相近情况的吸收或解析塔计算。
b.可以通过在测定的大量数据的基础上提出一定的物系在一定条件范围内的传质系数经验公式，并应用于吸收或解吸塔的生产设计及计算。
这个截图几乎没用噶。
化工基础学习知识原理实验规范标准答案
实验四1.实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响?无影响。
因为Q=αA△t m，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由于蒸汽的温度不变，故△t m不变，而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响，所以传热效果不变。
2.蒸汽冷凝过程中，若存在不冷凝气体，对传热有何影响、应采取什么措施？不冷凝气体的存在相当于增加了一项热阻，降低了传热速率。
冷凝器必须设置排气口，以排除不冷凝气体。
3.实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速率。
在外管最低处设置排水口，及时排走冷凝水。
4.实验中，所测定的壁温是靠近蒸汽侧还是冷流体侧温度？为什么？传热系数k 接近于哪种流体的壁温是靠近蒸汽侧温度。
因为蒸汽的给热系数远大于冷流体的给热系数，而壁温接近于给热系数大的一侧流体的温度，所以壁温是靠近蒸汽侧温度。
而总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数5.如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？基本无影响。
因为α∝(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4，当蒸汽压强增加时，r 和△t均增加，其它参数不变，故(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4变化不大，所以认为蒸汽压强对α关联式无影响。
实验五固体流态化实验1.从观察到的现象，判断属于何种流化？2.实际流化时，p为什么会波动？3.由小到大改变流量与由大到小改变流量测定的流化曲线是否重合，为什么？4流体分布板的作用是什么？实验六精馏1．精馏塔操作中，塔釜压力为什么是一个重要操作参数，塔釜压力与哪些因素有关?答（1）因为塔釜压力与塔板压力降有关。
塔板压力降由气体通过板上孔口或通道时为克服局部阻力和通过板上液层时为克服该液层的静压力而引起，因而塔板压力降与气体流量（即塔内蒸汽量）有很大关系。
气体流量过大时，会造成过量液沫夹带以致产生液泛，这时塔板压力降会急剧加大，塔釜压力随之升高，因此本实验中塔釜压力可作为调节塔釜加热状况的重要参考依据。
吸收实验实验报告
吸收实验实验报告一、实验目的本次吸收实验的主要目的是研究气体在液体中的吸收过程，通过实验测定吸收系数，了解吸收设备的操作原理和性能，以及掌握吸收过程的影响因素。
二、实验原理吸收是一种物质从气相转移到液相的传质过程。
在吸收过程中，溶质气体在气相中的分压与在液相中的浓度之间存在一定的平衡关系。
本实验采用的是物理吸收，即被吸收的气体与吸收剂不发生化学反应。
根据亨利定律，在一定温度和压力下，气液平衡时，溶质在气相中的分压与在液相中的浓度成正比，其表达式为：＄p ＝ E ＼times x$，其中$p$为溶质在气相中的分压，＄E$为亨利系数，＄x$为溶质在液相中的摩尔分数。
吸收系数是衡量吸收过程快慢的重要参数，它表示单位时间内单位体积吸收剂吸收溶质的量。
吸收系数的大小取决于吸收剂的性质、操作条件以及设备的结构等因素。
三、实验装置与流程实验装置主要由吸收塔、储液槽、流量计、压力表等组成。
吸收塔采用填料塔结构，内部填充有一定高度的填料，以增加气液接触面积，提高吸收效率。
实验流程如下：含溶质气体从塔底进入吸收塔，与从塔顶喷淋而下的吸收剂逆流接触进行吸收。
吸收后的尾气从塔顶排出，经流量计计量后放空。
吸收剂从储液槽经泵输送至塔顶，经分布器均匀喷淋在填料上。
实验过程中，通过调节气体流量、吸收剂流量和温度等参数，研究其对吸收效果的影响。
四、实验材料与试剂1、实验气体：二氧化碳（＄CO_2$）2、吸收剂：水3、实验仪器：填料吸收塔、气体流量计、液体流量计、压力表、温度计等五、实验步骤1、检查实验装置的密封性，确保无泄漏。
2、向储液槽中加入适量的水，启动泵，调节吸收剂流量至设定值。
3、开启二氧化碳气瓶，调节气体流量至设定值，使气体从塔底进入吸收塔。
4、稳定运行一段时间后，分别测量塔顶和塔底的气体组成、温度和压力，以及吸收剂的流量和温度。
5、改变气体流量、吸收剂流量或温度等参数，重复上述步骤，进行多组实验。
6、实验结束后，关闭气瓶和泵，清理实验装置。
化工原理实验答案
实验四1.实验中冷流体和蒸汽的流向,对传热效果有何影响无影响;因为Q=αA△t m,不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动,由于蒸汽的温度不变,故△t不变,而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响,所以传热效果不变;2.蒸汽冷凝过程中,若存在不冷凝气体,对传热有何影响、应采取什么措施不冷凝气体的存在相当于增加了一项热阻,降低了传热速率;冷凝器必须设置排气口,以排除不冷凝气体;3.实验过程中,冷凝水不及时排走,会产生什么影响如何及时排走冷凝水冷凝水不及时排走,附着在管外壁上,增加了一项热阻,降低了传热速率;在外管最低处设置排水口,及时排走冷凝水;4.实验中,所测定的壁温是靠近蒸汽侧还是冷流体侧温度为什么传热系数k接近于哪种流体的壁温是靠近蒸汽侧温度;因为蒸汽的给热系数远大于冷流体的给热系数,而壁温接近于给热系数大的一侧流体的温度,所以壁温是靠近蒸汽侧温度;而总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数5.如果采用不同压强的蒸汽进行实验,对α关联式有何影响基本无影响;因为α∝ρ2gλ3r/μd0△t,当蒸汽压强增加时,r 和△t均增加,其它参数不变,故ρ2gλ3r/μd0△t变化不大,所以认为蒸汽压强对α关联式无影响;实验五固体流态化实验1.从观察到的现象,判断属于何种流化2.实际流化时,p为什么会波动3.由小到大改变流量与由大到小改变流量测定的流化曲线是否重合,为什么4流体分布板的作用是什么实验六精馏1．精馏塔操作中,塔釜压力为什么是一个重要操作参数,塔釜压力与哪些因素有关答1因为塔釜压力与塔板压力降有关;塔板压力降由气体通过板上孔口或通道时为克服局部阻力和通过板上液层时为克服该液层的静压力而引起,因而塔板压力降与气体流量即塔内蒸汽量有很大关系;气体流量过大时,会造成过量液沫夹带以致产生液泛,这时塔板压力降会急剧加大,塔釜压力随之升高,因此本实验中塔釜压力可作为调节塔釜加热状况的重要参考依据;2塔釜温度、流体的粘度、进料组成、回流量;2．板式塔气液两相的流动特点是什么答：液相为连续相,气相为分散相;3．操作中增加回流比的方法是什么,能否采用减少塔顶出料量D的方法答：1减少成品酒精的采出量或增大进料量,以增大回流比；2加大蒸气量,增加塔顶冷凝水量,以提高凝液量,增大回流比;5．本实验中进料状态为冷态进料,当进料量太大时,为什么会出现精馏段干板,甚至出现塔顶既没有回流也没有出料的现象,应如何调节答：进料量太大时,塔内的温度较低,组分达不到足够的温度,没有上升蒸汽,故精馏段干板,甚至出现塔顶既没有回流也没有出料的现象;1减小进料量；2升高塔釜温度6．在部分回流操作时,你是如何根据全回流的数据,选择一个合适的回流比和进料位置的答：通过全回流,可以通过作图法求得全回流理论板数NT,再根据总板效率,粗略算出塔板数,从而根据生产要求,确定回流比和进料位置;7若进料浓度下降,进料口下降还是上升进料组成的变化,直接影响精馏操作,当进料中重组分的浓度增加时,精馏段的负荷增加;对于固定了精馏段板数的塔来说,将造成重组份带到塔顶,使塔顶产品质量不合格;若进料中的轻组分的浓度增加时,提馏段的负荷增加;对于固定了提馏段塔板数的塔来说,将造成提馏段的轻组分蒸出不完全,釜液中轻组分的损失加大;同时,进料组成的变化还将引起全塔物料平衡和工艺条件的变化;组份变轻,则塔顶馏分增加,釜液排出量减少;同时,全塔温度下降,塔压升高;组份变重,情况相反;进料组成变化时,可采取如下措施;1改进料口;组份变重时,进料口往下改；组份变轻时,进料口往上改;2改变回流比;组份变重时,加大回流比；组份变轻时,减少回流比;3调节冷剂和热剂量;根据组成变动的情况,相应地调节塔顶冷剂和塔釜热剂量,维持顶、釜的产品质量不变;8若测得单板效率超过100%作何解释在进行精馏操作时,在塔板上由于液体流径长,造成塔板上有明显的浓度差异,使气体分布不均匀而可能使塔板的单板效率超过100%.吸收1．水吸收空气中的二氧化碳属于气膜吸收还是液膜控制答：因为二氧化碳极不容易溶于水中,所以为液膜控制;2．吸收过程的影响因素有哪些答：1吸收剂的流量、种类；2被吸收气体的流量；3吸收温度；4填料分布的均匀性；5吸收塔的压差；6吸收塔的液位;3．气体温度与液体温度不同时,应按哪个温度计算相平衡常数答：按气体和液体温度的对数平均值计算;4．当进气浓度不变时,欲提高溶液出口浓度,可采用哪些措施答：1降低温度；2降低进气的流量；3降低吸收剂的流量5填料吸收塔塔底为什么有液封装置采用了什么原理这时采用液封装置是防止塔内气体一般为有毒有害或者本来就是产品外漏,造成污染环境或者浪费;还有稳定塔的气压;原理是利用一定高度液体产生的压力抵消塔内产生的压力产生平衡,隔离塔内外气体;6 填料吸收塔传质系数测定实验中测定kxa有什么工程意义传质系数是气液吸收过程重要的研究的内容,是吸收剂和催化剂等性能评定、吸收设备设计、放大的关键参数之一7能否用自来水代替高位槽水为什么不能;因为自来水水压不稳,使整个体系成为不稳定体系8填料塔的液泛和哪些因素有关直径一定的塔,可供气、液两相自由流动的截面是有限的;二者之一的流量若增大到某个限度,降液管内的液体便不能顺畅地流下；当管内的液体满到上层板的溢流堰顶时,便要漫到上层板,产生不正常积液,最后可导致两层板之间被泡沫液充满;这种现象,称为液泛;液泛开始时,塔的压降急剧上升,效率急剧下降;随后塔的操作遭到破坏;主要原因：降液管内液体倒流回上层板. 过量液沫夹带到上层板防止产生液泛的措施是：1按规定的进料量操作；2按规定的回流量操作;实验八干燥1、为什么在操作中要先开鼓风机送气,而后通电加热答：防止损坏风机;2、某些物料在热气流中干燥,希望热气流相对湿度要小；某些要在相对湿度较大的热气流中干燥,为什么3物料厚度不同时,干燥速率曲线又如何变化4、湿物料在70℃～80℃的空气流中经过相当长时间的干燥,能否得到绝干物料5实验过程中干、湿球温度计是否变化为什么6如何判断实验已经结束答：当物料恒重时,可判断实验已经结束;7恒定干燥条件是指什么指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式,都在整个干燥过程中均保持恒定流化床干燥1、固体流态化的过程包括固定床流化床气力输送2、下列叙述正确的是固体颗粒层用气体进行的流态化的形式为聚式流l化固体颗粒层用液体进行的流态化的形式为散式流l化3、聚式流o床的不正常操作现象主要有沟流与节涌l其中沟流产生的原因颗粒粒度小气流速度小分布板开孔率小4、聚式流o床的不正常操作现象主要有沟流与节涌l其中节涌产生的原因为颗粒粒度大气流速度大床层高径比大5、在实验过程中l空气m过预热器后,未发生变化的参数为湿度6、在实验过程中l测得的床层温度与物料表面温度较为近似,在恒速干燥阶段,其值与下列选项中的哪些参数相同：湿球温度绝热饱和湿度7、在干燥过程中l若增加干燥介质空气的流速,则有气速增加,物料的干燥速度变大气速增加,临界湿含量的值变大气速增加,平衡湿含量的值不变8、在实验过程中l若进口空气的性质恒定,预热器的出口温度越高,则干燥速度越高临界湿含量越高9、在降速干燥阶段,若空气的干球温度为t,湿球温度为tW,露点为td,物料表面温度为tm,则有 tm > tw10、在干燥过程中l若待干燥物料一定,改变干燥介质空气的性质,下列参数不发生变化的是结合水分气体扩散系数1、下面操作正确的是;开始测量数据后,不要改变水浴温度; 测量过程中泵要一直开启;2、实验中使用的游标卡尺的精度为; 0.1mm吸收系数1、下列关于体积传质系数与液泛的关系正确的是：Kya随液泛程度先增加后减少2、正确应用亨利定律与拉乌尔定律计算的过程是：吸收计算应用亨利定律精馏计算应用拉乌尔定律3、判别填料塔压降Δp与气速u和喷淋量l的关系：u越大,Δp越大 l 越大,Δp越大4、判断下列诸命题是否正确喷淋密度是指单位时间通过单位面积填料层的液体体积5、干填料及湿填料压降-气速曲线的特征：对干填料u增大△P/Z增大对湿填料u增大△P/Z增大6、测定压降-气速曲线的意义在于：选择适当的风机7、测定传质系数kya的意义在于：计算填料塔的高度确定填料层高度8、为测取压降-气速曲线需测下列哪组数据测塔压降、空气转子流量计读数、空气温度、空气压力和大气压9、传质单元数的物理意义为：反映了物系分离的难易程序它反映相平衡关系和进出口浓度状况10、HoG的物理意义为：它仅反映设备效能的好坏高低11、温度和压力对吸收的影响为：T增高P减小,Y2增大X1减小 T降低P 增大,Y2减小X1增大12、气体流速U增大对KYa影响为：U增大,KYa增大一、精馏乙醇—水实验1、精馏操作回流比: 越大越好越小越好2、精馏段与提馏段的理论板: 不一定精馏段比提馏段多或少3、当采用冷液进料时,进料热状况q值: q>14、全回流在生产中的意义在于：用于开车阶段采用全回流操作产品质量达不到要求时采用全回流操作用于测定全塔效率5、精馏塔塔身伴热的目的在于：防止塔的内回流6、全回流操作的特点有：F=0,D=0,W=07、本实验全回流稳定操作中,温度分布与哪些因素有关当压力不变时,温度分布仅与组成的分布有关8、判断全回流操作达到工艺要求的标志有：浓度分布基本上不随时间改变而改变温度分布基本上不随时间改变而改变9、塔压降变化与下列因素有关：气速塔板型式不同10、如果实验采用酒精-水系统塔顶能否达到98%重量的乙醇产品注:%酒精-水系统的共沸组成若进料组成大于% 塔釜可达到98%以上的酒精若进料组成大于% 塔顶不能达到98%以上的酒精11、冷料回流对精馏操作的影响为： XD增加,塔顶T降低12、当回流比R<Rmin时,精馏塔能否进行操作能操作,但塔顶得不到合格产品13、在正常操作下,影响精馏塔全效率的因素是：物系,设备与操作条件14、精馏塔的常压操作是怎样实现的塔顶成品受槽顶部连通大气15、全回流操作时,回流量的多少受哪些因素的影响受塔釜加热量的影响16、为什么要控制塔釜液面高度为了防止加热装置被烧坏为了使精馏塔的操作稳定为了使釜液在釜内有足够的停留时间17、塔内上升气速对精馏操作有什么影响上升气速过大会引起液泛上升气速过大会造成过量的液沫夹带上升气速过大会使塔板效率下降18、板压降的大小与什么因素有关与上升蒸气速度有关与塔釜加热量有关实验9 流化床干燥实验讲义⑴物料去湿的方法有哪些本实验所用哪种方法答：方法有机械去湿,吸附去湿,供热去湿;本实验所用方法供热去湿中的对流干燥;⑵对流干燥过程的特点是什么答：当温度较高的气体与湿物料直接接触时,气固两相间所发生的是热质同时传递的过程;⑶空气的湿度是如何定义的答：空气湿度的定义为每千克绝干空气所带有的水汽量,单位是㎏水/㎏绝干气;⑷相对湿度是如何定义的答：空气中的水汽分压与一定总压及一定温度下空气中水汽分压可能达到的最大值之比定义为相对湿度;⑸湿球温度是指什么温度跟什么有关答：湿球温度是大量空气与少量水长期接触后水面的温度,它是空气湿度和干球温度的函数;⑹湿空气的比容如何定义的计算式是什么答：湿空气的比容是指1kg干气及其所带的Hkg水所占的总体积;=×10-3+×10-3Ht+273H⑺结合水与非结合水如何定义的两者的基本区别是什么答：借化学力或物理力与固体相结合的水统称为结合水；非结合水是指机械地附着与固体表面或颗粒堆积层中的大空隙中未与固体结合的那部分水;两者的基本区别是其表现的平衡蒸汽压不同;⑻本实验中物料的含水量w是用何仪器测得的如何使用该仪器答：本实验中物料的含水量w是用水分快速测定仪来测定的;⑼常用工业干燥器有哪几种本实验所用哪种类型的干燥器答：常用工业干燥器有厢式干燥器、喷雾干燥器、气流干燥器、流化干燥器、转筒干燥器等;本实验所用是流化干燥器;⑽本实验中所用的被干燥物料是什么有什么特点答：变色硅胶;有颜色遇水由蓝变白的特点且耐热性比较好,有好的吸水性;⑾实验中风机旁路阀应如何放空阀又应如何答：实验中风机旁路阀一定不能全观、放空阀实验前后应全开,实验中应全关;⑿实验操作中升压要注意什么答：升压一定要缓慢升压,以免损坏装置⒀干燥器中的剩余物料用什么方法取出答：用漩涡泵吸气方法取出干燥器内剩料、称量;⒁直流电机电压不能超过多少伏答：12伏;⒂实验操作中进料后注意维持哪三不变答：维持进口温度不变,保温电压不变,气体流量计读数不变;⒃干燥器外壁带电实验操作中要注意什么答：不要用手或身体的其他部位触及干燥器外壁,严防触电;⒄干燥过程的经济性主要取决于什么答：鼓泡罩;⒅热效率是如何定义的分析本次实验结果中的热效率;。
8.5 吸收系数
1 uF 1 n
8.7 填料塔 三、填料塔塔径的计算
D
4VS u
3 m VS ——塔底气体的体积流量， s
8.7 填料塔 ④弧鞍与矩鞍——敞开型 优点： *气流阻力小； *表面利用率高; *液布均匀； *制造方便。 缺点： 弧鞍易套叠，强度差。
8.7 填料塔 工业填料合适尺寸：25mm
8.7 填料塔 ⑤金属矩鞍环： *流阻小,通量大; *表面利用率高; *强度高,液布好;
*传质效率高； *综合性能优于鲍尔环、矩鞍和阶梯环。
8.7 填料塔 ②计算方法：
L V ( ) V L
1 2
2 uF V 0.2 ( ) L uF u (0.5 ~ 0.8)uF 查泛点线 g L u 2 V 0.2 ( ) L g L p 动力消耗 Z 查压降线
③液气比一定，若填料因子 2 n1 ，则 uF 2
V (Y1 Y2 ) G ——塔的吸收负荷，kmol/s K Ya ZYm YmVT ——填料层体积，m3
注意：实验测定的吸收系数用于吸收或解吸塔 设计计算时，设计体系的物性、操作条件及设备性 能应与实验测定时的情况相同或相近。
8.5 吸收系数 2. 膜系数 kG a
1 1 1 1 1 1 K G a kG a HkLa kG a K G a HkLa
8.7 填料塔 ⑥球形——空心 优点： *结构对称，装填均匀； *气液分散性能好； *制造方便，多为塑料件。
缺点： 工业应用受限。
8.7 填料塔
8.7 填料塔 ⑦格栅——条状单元体 优点： *压降小；
*载荷重;
*防堵。 缺点：比表面积小。⑧波纹板
8.7 填料塔 二、填料塔流体力学性能
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
气体在气相中的扩散
扩散系数
物质的特性常数之一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ影响因素：
介质的种类 温度
压强
浓度
气体在气相中的扩散
部分气体在空气中的扩散系数（0oC，101.33kPa）
扩散系数的测量
Stephan过程
2 A1 L2 L RT 2 1 P ln( pB1 / pB 2 ) M A 2t
m kx
易溶气体（碱或氨液吸收SO2）
传质过程
吸收系数的影响因素
吸收质与吸收剂
设备、填料类型
流动状况、操作条件
吸收系数的获取
实验测定；经验公式计算；准数关联计算
传质过程
吸收系数的影响因素
吸收质与吸收剂
设备、填料类型
流动状况、操作条件
吸收系数的获取
实验测定；经验公式计算；准数关联计算
膜内无物质积累,即达稳态.
吸收机理
2.渗透模型
假定:
气液界面 流体微元
气液界面上的液体微元不断被 液 相主体中浓度为CAL的微元置换 每个微表面元与气体接触时间都 为
界面上微表面元在暴露时间内的 吸收速率是变化的
液体主相
吸收机理
3.表面更新模型
假定:
气液界面 流体微元
DAB
A1－液体A的密度，g/m3
L1－液体的初始高度，cm L2 －液体的最终高度，cm
pB 2 －分别为L1、L2时空气分压 pB1、
t－变化时间，s
液态A物质
气体在液相中的扩散
在液相中的扩散系数
估算方程
DAB 7.4 10
10
( M B )0.5 T
BV
0.5 A
B－液体的粘度，cp －溶剂的缔结因数，水2.6，甲醇1.9，乙醇1.5， 非缔结如苯、乙醚为1.0
各表面微元具有不同的暴露时间,t=0-
各表面元的暴露时间(龄期)符合正态分布
液体主相
4. 其它模型
表面更新模型的修正 基于流体力学的传质模型
界面效应模型
双膜理论
双膜模型
气相分传质速率 N A k y ( y A y Ai )
N A k g ( p A p Ai )
液相分传质速率 N k ( x x ) A x Ai A
扩散系数随溶液浓度变化很大 上式只适用于稀溶液
气体在液相中的扩散
某些物质在水中的扩散系数（20oC，稀溶液）
第一节 气体吸收
吸收机理
1.双膜模型（应用最广）
假定:
界面两侧存在气膜和液膜,膜内 为层流, 传质阻力只在膜内
气膜和液膜外湍流流动,无浓度 梯度, 即无扩散阻力
气液界面上,气液达溶解平衡 即:CAi=HPAi
解析法
稀溶液亨利定律+传质方程
界面浓度的计算
作图法
N A k y ( y A y Ai ) k x ( x Ai x A ) y A y Ai k x x Ai x A ky
解析法
稀溶液亨利定律+传质方程
物理吸收
操作线方程
LS LS L L Y X (Y1 X1 ) X (Y1 X 1 ) GB GB G G
传质过程
吸收系数的影响因素
吸收质与吸收剂
设备、填料类型
流动状况、操作条件
吸收系数的获取
实验测定；经验公式计算；准数关联计算
传质过程
吸收系数的影响因素
吸收质与吸收剂
设备、填料类型
流动状况、操作条件
吸收系数的获取
实验测定；经验公式计算；准数关联计算
界面浓度的计算
作图法
N A k y ( y A y Ai ) k x ( x Ai x A ) y A y Ai k x x Ai x A ky
溶解度
每100kg水中溶解气体的kg数
气液平衡
平衡－吸收过程的传质速率等于解吸过程
溶解度
每100kg水中溶解气体的kg数
亨利定律
亨利定律
一定温度下，稀溶液中溶质的溶解度与气相中溶 质的平衡分压成正比 *
cHp x p* / E y* m x
参数换算
H c /( x E ) H S /( M S E )
吸收系数
吸收系数的不同形式
传质阻力
传质阻力－吸收系数的倒数 传质总阻力＝气相传质阻力＋液相传质阻力
例：
1 Ky
液膜控制（
1 m ky kx 1 ky
1 1 ，K k y y
1 ky
m kx
） ）
难溶气体（稀碱溶液吸收CO2，水吸收O2）
kx
气膜控制（ m
，1
Ky
（平衡线上凸）
流体输送
热量传递
质量传递
气体扩散过程
分子扩散－分子运动引起 湍流扩散－流体质点运动引起
气体扩散
在气相中的扩散（Gilliland 方程）
DAB 1.8 104 T 0.5 [V
0.5 A 0.5 2 B
V ] A
MA
[
1 1 0.5 ] MA MB
T－绝对温度，K DAB－扩散系数，cm2/s M－气体的摩尔质量
第七章 气态污染物控制技术基础
气体扩散 气体吸收 气体吸附 气体催化净化 掌握气体扩散、气体吸收、吸附和催化的基 本原理和过程 了解常用吸收剂、吸附剂和催化剂的特性 初步学会设计吸收塔、吸附床和催化转化器 建议学时数：9学时（自学）
第一节 气体扩散
气态污染物脱除过程的单元操作
操作线、平衡线和吸收推动力
物理吸收
最小液气比
LS Y1 Y2 ( )min * GB X1 X 2 LS Y1 Y2 ( ) min GB X 1max X 2
（平衡线上凸）
物理吸收
最小液气比
LS Y1 Y2 ( )min * GB X1 X 2 LS Y1 Y2 ( ) min GB X 1max X 2
N A kl (c Ai cA )
总传质速率方程
N A K y ( y A y* A) N A K Ag ( p A p* ) A N A K x ( x* A xA ) N A K Al (c* cA ) A
气液平衡
平衡－吸收过程的传质速率等于解吸过程