吸收实验报告2015阳

化工基础实验报告

实验名称 吸收实验组

圆盘塔CO2吸收液膜传质系数测定

班级 环52 姓名 学号 201505 成绩 实验时间 2017.10.10 同组成员 张启航 一、实验预习

要求：阐明实验目的、原理、流程装置、实验步骤、注意事项、要采集的数据；

设计实验数据原始记录表；提出预习中思考的问题。

一、实验预习

要求：阐明实验目的、原理、流程装置、实验步骤、注意事项、要采集的数据； 设计实验数据原始记录表；提出预习中思考的问题。 二、实验目的

1、了解传质系数的测定方法；

2、掌握气液吸收过程液膜传质系数的实验测定方法； 3、关联圆盘塔液膜传质系数与液流速率之间的关系；

三、实验原理

在圆盘塔中进行液膜传质系数的测定，液相处于流动状态，气相处于静止状态。简化了实验手段及数据处理，减少了操作过程产生的误差。实验证明，本方法的实验结果与Stephens-Morris总结的圆盘塔中KL的准数关联式相吻合。

圆盘塔是一种小型实验室吸收装置，液体从一个圆盘流至另一个圆盘，类似于填充塔中液体从一个填料流至下一个填料，流体在下降吸收过程中交替地进行了一系列混合和不稳定传质过程。 Sherwood及Hollowag，将有关填充塔液膜传质系数数据整理成如下形式：

KLD??2??g?2?????13?4??????a??????????D??????

m0.5式中

KLD4???2??g?2?????13 ── 修正后的修伍德准数Sh

?

── 雷诺准数Re

? ?D ── 施密特准数Sc

m ── 模型参数，在0.78~0.54之间变化 而Stephens-Morris总结圆盘塔中KL的准数关系式为

KLD??2??g?2?????13?4???3.22?10?3???????0.7??????D????0.5

实验证明，Stephens-Morris与Sherwood-Hollowag的数据极为吻合。这说明Stephens-Morris所创造的小型标准圆盘塔与填充塔的液膜传质系数与液流速度的关系式极相似。因此，依靠圆盘塔所测定的液膜传质系数可直接用于填充塔设计。

本实验气相采用纯CO2气体，液相采用蒸馏水，测定纯CO2－H2O系统的液膜传质系数，并通过关联液膜传质系数与液流速率之间的关系，求得模型参数m值。 基于双膜理论：

NA?KL?F??cm?KG?F??pm1KL?Hkg?1kL

kg?DG?pRTZG?pB?m

当采用纯CO2气体时，因为

?pB?m?0，所以kg??，即KL?kL。

?molm3????2?mol?hmk?? L式中 ── 液膜传质分系数，

NA ── CO2吸收速度，（mol/h); F ── 吸收表面积，（m2）;

?cm ── 液相浓度的平均推动力，（mol/m3）。

四、流程装置

1、贮液罐 2、水泵 3、高位槽 4、流量计 5、皂膜流量计 6、加热器 7、U型测压管 8、圆盘塔 9、加热器 10、水饱和器 11、CO2钢瓶 12、三通阀 13、琵琶型液封器 装置中的有关尺寸：

圆盘塔中的圆盘为素瓷材质，圆盘塔内系一根不锈钢丝串连四十个相互垂直交叉的圆盘而成。每

2l?2?d4??d?d，吸收面d?14.3mm??4.3mm一圆盘的尺寸为直径，厚度，平均液流周边数

??2F?40?2?d4??d? 积

??

五、实验步骤

1.打开装置使其正常运行。 2．调节水流于某一流量使其稳定。

3.将阀门转到测量，并且利用皂膜流量计来测量一定时间内皂膜下降的高度。 4．调节不同流量得到一组数据。 六、注意事项

1.使用氧气瓶、CO2钢瓶务必遵守相关安全操作规定。 2.富氧水的浓度要控制在合理范围内。

3.使用溶氧仪时要小心操作，以保证测量精度及防止损坏探头。 4.通入氧气时要防止水倒灌进入氧气转子流量计中。 5.不得急速开关阀门，以防损坏设备 6.要采集的数据

做实验时的气压；流量；皂膜下降的高度；皂膜下降的时间。 教师审阅意见：

七、实验记录

包括操作条件、实验现象、原始数据表，要求数据的有效数字、单位格式规范。 原始数据 流量L/h 体积变化ml 1 2 12 35.57 35.68 2 4 12 21.83 22.34 3 6 12 19.01 18 4 8 12 15.77 15.85 5 10 12 14.36 14.43 6 12 12 12.87 12.88 7 14 12 10.05 10.08 时间t1/s 时间t2/s

八、实验结果及讨论

数据处理：要举例说明计算过程，将计算结果列表、绘制数据图表。 本实验K由以下公式给出：