化工实验吸收报告

化工基础实验报告吸收实验组学号姓名班级实验时间同组成员实验预习一、实验目的1、掌握气液吸收过程液膜传质系数的实验测定方法;2、关联圆盘塔液膜传质系数与液流速率之间的关系.二、实验原理圆盘塔CO吸收液膜传质系数测定2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：式中修正后的修伍德准数Sh式中4「雷诺准数Repp一声许密特准数Scm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

/4「\0.73.22x10-3一

a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=K-F-Acm=K-FNA=K-F-Acm=K-F•%当采用纯CO2气体时，因为（Qm所以kgT8，即匕=七式中kL液膜传质分系数，molm3

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"hm2molJCO2吸收速度，显顷）;F吸收表面积，（m2）;Acm液相浓度的平均推动力，（mol/m3）。（1）液流速率r（k§-m-1-h-1）的计算：式中尸一液体的密度，（Kgm：）;L一液体的流量，（虻疝1-平均液流周边（m）。⑵气体吸收速率吧侦。的计算：NA=pVcoJSRT式中P-吸收压力，（Pa）；co：吸收量，（m：）；S-吸收时间，（h）；R-气体栅，R=8.3145一吸悔S度，（K）。

⑶液相浓度的平均推动力吹加。国口的计算△%△%=CC02:r~CCO2.i△%=C.%o-°啊:0式中遍…g__塔顶液相中cd的平衡浓度与实测浓度，4="皿E电"勺B——塔底液相由co：的平衡浓度与实测浓度，见"=H『Pg飞&，——CO：在塔顶与塔底水中的溶解度系数（mol/Pad）,PS，Pcafi——塔照塔底气流中CO,的分压服：=尸-%。g）H=「微M-KM——吸1］漩的分子量；K——亨利系数，⑵）（见附表）。液体中进出口的CO】实际浓度为&叫=饥S=YH三、【实验装置与流程】圆盘塔CO吸收装置21、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。每一圆盘的尺寸为直径d=14.3mm一圆盘的尺寸为直径d=14.3mm，厚度8=4.3mm，平均液流周边数'=・皿24+nd8）d，吸收面积F=40xG兀d2./'4+兀d8)、实验记录原始数据本组进行VOC吸收实验12345塔顶气显22.222.92323.123.2塔顶液显20.820.920.92121.1塔底气显21.822.222.522.722.7塔底液显21.621.521.421.421.4隔套显示22.222.923.123.223.3流量5.2681012时间123.82315.913.912.9时间223.521.115.914.313.1时间323.120.117.214.512.4CO2体积从60.00-80.00mL共20.00mL其中所有温度单位摄氏度，流量单位L/h,时间单位s.二、实验结果及讨论1.数据处理:log(KL)=mlog(4T/miu)T/3log(miu"2/g/ro「2)+0.5log(miu/rol/D)+log(a)+log(D)Log(a)未知，以log(4T/miu)为横坐标，log(KL/D)为纵座标，斜率的值即为m⑴ln(KL)KL=NA/(F*deltaCm)A、NANA=p*Vco2/(SRT)=(p-p水的饱和蒸汽压)*V吸收的二氧化碳/吸收时间/8.314/T其中p:PaV:m3S:hT:K列式B12=(101.325-3.17)*20/B11*3.6/8.314/(273+(B5+B3)/2)计算得

12345塔顶气显二22.222.92323.123.2塔顶液显20.820.920.92121.1塔底气显21.822.222.o22.722.7塔底液显21.621.521.421.421.4隔套显示22.222.923.123.223.3流量5.2681012时间123.82315.913.912.9时间223.521.115.914.313.1时间323.120.117.214.512.4乎均时间23.466666721.416.3333314.2333312.8NA0.123123470.1350140.1769260.2029950.225688B、FF=40x+兀与)=F=40x+兀与)=2.0575*10人-2m2deltaCm=(deltaC1-deltaC2)/ln(deltaC1/deltaC2)deltaC=平衡浓度-实测浓度平衡浓度=亨利常数*平衡分压则平衡浓度均=平衡分压(p-pH2O=98990.4)/CO2溶在水中亨利常数(1.66*10人8)/0.018*997=33.03mol/mA3C=NA/L列式B13=B12/B7*1000B14=(33.03-(33.03-B13))/LN(33.03/(33.03-B13))计算得12345塔顶气显22.222.92323.123.2塔顶液显20.s'20.920.92121.1塔底气显21.822.222.522.722.7塔底液显'21.621.521.421.421.4隔套显示22.222.923.123.223.3流量5.2681012时间123.82315.913.912.9时间223.521.115.914.313.1时间323.120.117.214.512.4乎均时间'23.4666667：21.416.3333314.2333312.8NAJ5+B3)/2)0.1350140.1769260.2029950.225688Cco2023.6775895,22.5023222.1157320.2995118.80733deltaCm18.765196519.6800419.9718521.2913422.32114则KL=NA/(F*deltaCm)计算得KL|0.3188951^0-3334360.4305590.4633860.491419再计算ln(KL)Log(KL)=10g-1.142893-1.0983-0.84267-0.7692-0.710462、ln(4T/miu)液流速率=rol*L/l平均液流周边数1=G汨24+杯)/=0.10336m流量速率16=997*0.001*B7/0.10336T50.158668757.8753977.1671896.45898115.7508ln(4T/miu)12.321626112.4647312.7524112.9755513.15787(3)两者关系第一次绘图得第三个点比较离群，去掉后再画图得此时RA2数据升高，准确度比较符合要求，此时m=0.5515符合0.78~0.54的区间2.实验结果及讨论:【误差分析】本组每次以吸收20.00mLCO2为标准记录，此量虽然利于计数，降低肥皂泡在途中破裂的可能性，但可能此量比较小，基数小使误差变大。也可能使最终数据m的值比较小。包括现象分析、数据误差分析、实验结论、思考题。【思考题】1、本实验中CO2流量的变化对KL有无影响？为什么？答:可能有影响，太小的流量可能使基数小时误差变大。并且如果太小或太大会使水不能均匀吸收CO2.三、自评包括实验收获、建设意见等。这次试验做起来非常简单，真的非常非常简单，但实验数据处理就麻烦得多，光单位统一就……另外化工原理书附录水的粘度竟然是错的，枉费我多长时间一遍遍头疼检查计算！因此我明白了，不可