双驱动搅拌器测定气-液传质系数.pptx
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1、实验七实验七 双驱动搅拌器测定气双驱动搅拌器测定气-液传液传质系数质系数 实验目的n了解双驱动搅拌吸收器的特点 n明了该设备的使用场合以及测定气液传质系数的方法讨论主题n进一步的了解气液传质过程 实验原理一n被吸收组分从气相传递到液相的整个过程决定于发生在气液界面的两侧的扩散过程以及在液相中的化学反应过程,化学反应又影响组分在液相中的传递。n气膜阻力为主的系统、液膜阻力为主的系统或者气膜阻力与液膜阻力相近的系统在实际操作中都会存在,在开发吸收过程中要了解某系统的吸收传质机理必须在实验设备上进行研究。实验原理二n要测定某条件下的气液传质系数,就必须采取切实可行的方法测出单位时间单位面积的传质质量
2、,并通过操作条件下及气液平衡关系求出操作推动力。传质量的计算可以通过测定吸收组分进入搅拌吸收器的量与流出吸收器的量之差求得,或者通过测定搅拌吸收器里的吸收液中被吸收组分的起始浓度与最终浓度之差值来确定。实验原理三n本实验以热碳酸钾吸收二氧化碳作为系统,该系统是一个伴有化学反应的吸收过程:(1)CO2从气相主体扩散到气液界面,在液相界面与K2CO3进行化学反应并扩散到液相主体中去,由于CO2在K2CO3的溶液中的反应为快速反应,使原来液膜控制的过程有所改善。若气膜阻力可以忽略时,吸收速率的公式可写成:实验原理四n (2)n或 (3)(4)式中 单位时间单位面积传递的CO2量;增大因子;KL液相传
3、质系数;KG气相传质系数;cA*气相中CO2分压的平衡浓度;cAL液相中的浓CO2度;HCO2CO2的溶解系数;pACO2分压,为总压与吸收液面上饱和水蒸气压之差;pAL*吸收液上CO2的平衡分压;KK2CO3吸收CO2的气液传质系数。实验原理五n实验中以钢瓶装CO2作气源,经过稳压,控制气体流量、增湿后进入双驱动搅拌吸收器。气体为连续流动,吸收液固定在吸收器内。操作一定的时间后取得各项数据,可计算出K值,作为一个平均值。nCO2在整个吸收过程的传质量可用K2CO3中的KHCO3增加量来确定,即可用酸解法来得到,从每毫升吸收液在吸收前后所持有CO2量的差可以确定CO2总吸收量(操作方法见实验步
4、骤中的分析方法)。实验原理六n吸收在60下操作,使用浓度为1.2mol/L的K2CO3吸收液,它的平衡分压可用下式计算:(5)式中pCO2平衡分压,MPa;cK2CO3 的浓度,mol/L;T吸收温度,K;f转化度,无量纲,。、实验原理七n60时热钾碱上水蒸气分压较大,应从总压中扣除水蒸气分压后才是界面上 CO2的分压。60碱液上水蒸气分压可按下式计算:(6)式中pW水蒸气分压,MPa;n吸收液的起始转化度和终了转化度均可用酸解法求取(见分析方法)。预习与思考一n1.本实验需要记录那些数据?如何求取NCO2、pA、pAL*?n2.本实验测定过程中的误差来源是什么?n3.本实验用纯CO2有什么目
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