化工基础实验 填料塔液侧传质膜系数.ppt
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1、填料塔液侧传质膜系数的测定,预习复习系统,实验目的 实验原理 实验装置图 实验步骤 注意事项 思考题 实验数据记录及处理,一、实验目的,1.掌握气体吸收的基本原理,2.通过本实验测定填料塔的液相传质膜系数、总传质系数和传质单元高度,3.了解传质膜系数与吸收操作条件的关系,二、实验原理,1.填料塔 填料分类: 散堆填料(拉西环、阶梯环、鲍尔环,矩 鞍形、环矩鞍) 规整填料(孔板波纹填料、丝网波纹填料) 填料的作用: 增大汽液接触面积; 增大汽液接触面的湍动程度 填料性能评价指标: 比表面积、空隙率、压降,KLa的确定,本实验用水吸收纯CO2,气膜:,液膜 :,以气相分压和液相浓度表示的总速率方程
2、式为:,若气液相平衡关系遵循亨利定律:,当气膜阻力远大于液膜阻力时,则称气膜传质 控制过程,此时,,当液膜阻力远大于气膜阻力时,则称液膜传质控制过程,此时,,由图2所示,在逆流接触的填料层内,任意截取一微分段,作吸收质A的物料衡算可得:,式中 Vs,L液相体积流量 m3s-1,根据传质速率方程,可写出该微分段的传质速率方程:,联立以上二式可得:,a气液两相有效接触比表面积 m2m-3 S填料塔的横截面积 m2,已知二氧化碳在常温常压下溶解度教小,因此液相体积流量Vs,L可视为定值。按下列边值条件积分(c)式,可得填料层高度的计算式为:,h=0,h=h,HL为液相传质单元高度(HTU),NL为传
3、质单元数(NTU),因此:,若气液平衡关系遵循亨利定律,即气液曲线为直线时,则(7)式可用解析法求的填料层高度的计算式,cA,m液相平均推动力,=,H二氧化碳溶解度系数kmolm-3 Pa-1 p二氧化碳的压强 Pa,因为本实验用纯水吸收纯CO2,则cA,2 =0,式中:S 水的密度 kgm-3 MS水的摩尔质量 kgmol-1 E亨利系数 Pa,因此(9)式可化简为:,在此情况下,整个传质过程阻力都集中于液膜,即液膜控制过程,对于填料塔,液侧体积传质膜系数与主要影响因素之间的关系,曾有不少研究者由实验得出各种关联式。其中Sherwood-Holloway得出如下关联式:,式中:DL吸收质在水
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