圓盤塔二氧化碳吸收液膜傳質(zhì)系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)
2024-08-05 14:23
圓盤塔二氧化碳吸收液膜傳質(zhì)系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)是一種重要的化工實(shí)驗(yàn)，旨在研究氣液吸收過程中液膜傳質(zhì)系數(shù)的測定方法，這對于吸收劑和催化劑的性能評定、吸收設(shè)備的設(shè)計(jì)等具有重要意義。以下是對該實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)介紹：
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
掌握氣液吸收過程液膜傳質(zhì)系數(shù)的實(shí)驗(yàn)求取方法：通過實(shí)際操作，學(xué)生能夠理解并掌握液膜傳質(zhì)系數(shù)的測定原理和方法。
關(guān)聯(lián)圓盤塔的液膜傳質(zhì)系數(shù)與液流速率之間的關(guān)系式：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析液膜傳質(zhì)系數(shù)與液流速率之間的關(guān)系，為吸收設(shè)備的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。
二、實(shí)驗(yàn)原理
圓盤塔是一種小型實(shí)驗(yàn)室吸收裝置，其工作原理類似于填充塔。在圓盤塔中，液體從一個(gè)圓盤流至另一個(gè)圓盤，與氣相進(jìn)行逆向接觸，實(shí)現(xiàn)氣液傳質(zhì)。根據(jù)Higbien的不穩(wěn)定傳質(zhì)理論，液體在圓盤間的流動(dòng)過程中，會(huì)發(fā)生一系列混合和不穩(wěn)定傳質(zhì)過程。
液膜傳質(zhì)系數(shù)是描述氣液傳質(zhì)過程快慢的重要參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)中，通常通過測定氣相中二氧化碳的吸收速度來計(jì)算液膜傳質(zhì)系數(shù)。基于雙膜理論，液膜傳質(zhì)系數(shù)與液相濃度的平均推動(dòng)力、吸收表面積等因素有關(guān)。
三、實(shí)驗(yàn)裝置
圓盤塔二氧化碳吸收液膜傳質(zhì)系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)裝置主要包括以下幾個(gè)部分：
貯液罐：用于儲(chǔ)存吸收液。
水泵：將吸收液從貯液罐泵送至高位槽。
高位槽：維持吸收液的液位穩(wěn)定，并通過調(diào)節(jié)閥控制吸收液的流量。
流量計(jì)：測量吸收液的流量。
皂膜流量計(jì)：用于測定氣相中二氧化碳的體積變化。
加熱器：對吸收液和氣相進(jìn)行加熱，以維持實(shí)驗(yàn)所需的溫度條件。
U型測壓管：測量系統(tǒng)壓力。
圓盤塔：核心部件，實(shí)現(xiàn)氣液傳質(zhì)過程。
水飽和器：使氣相在進(jìn)入圓盤塔前達(dá)到飽和狀態(tài)。
鋼瓶：提供純度較高的二氧化碳?xì)怏w。
三通玻璃活塞：切換氣體流向。
琵琶形液封器：防止氣體泄漏。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
系統(tǒng)準(zhǔn)備：檢查實(shí)驗(yàn)裝置是否完好，連接各部件并檢查密封性。
氣體置換：用二氧化碳?xì)怏w置換系統(tǒng)內(nèi)的空氣，確保系統(tǒng)內(nèi)的氣體純度。
開啟加熱系統(tǒng)：調(diào)節(jié)接觸溫度計(jì)至操作溫度值，由水泵將恒溫水注入圓盤塔的隔套層，使恒溫水不斷地循環(huán)流動(dòng)。
調(diào)節(jié)吸收液流量：開啟高位槽進(jìn)水泵，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的閥門，使吸收液的流量穩(wěn)定在設(shè)置值上。
穩(wěn)定系統(tǒng)：調(diào)節(jié)氣體和液體溫度控制裝置，使氣體和液體溫度穩(wěn)定在操作溫度值上，并等待系統(tǒng)穩(wěn)定。
開始實(shí)驗(yàn)：當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，切換三通玻璃活塞的導(dǎo)向，使二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入圓盤塔底部。同時(shí)記錄皂膜流量計(jì)中皂膜下降的時(shí)間，以及各處的溫度值。
改變流量：改變吸收液的流量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，記錄不同流量下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束：關(guān)閉所有設(shè)備，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
五、數(shù)據(jù)處理及計(jì)算方法
液流速率的計(jì)算：根據(jù)液體的密度和流量計(jì)算液流速率。
氣體吸收速率的計(jì)算：根據(jù)吸收壓力、二氧化碳吸收量、吸收時(shí)間和氣體常數(shù)計(jì)算氣體吸收速率。
液相濃度的平均推動(dòng)力的計(jì)算：根據(jù)塔頂和塔底液相中二氧化碳的平衡濃度與實(shí)測濃度計(jì)算液相濃度的平均推動(dòng)力。
液膜傳質(zhì)系數(shù)的計(jì)算：根據(jù)雙膜理論公式和相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算液膜傳質(zhì)系數(shù)。
六、注意事項(xiàng)
安全操作：實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，防止?fàn)C傷、中毒等事故的發(fā)生。
準(zhǔn)確測量：使用經(jīng)過校準(zhǔn)的儀器進(jìn)行測量以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
合理控制變量：在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)合理控制變量以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和可比性。
及時(shí)記錄數(shù)據(jù)：在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以便后續(xù)處理和分析。
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
掌握氣液吸收過程液膜傳質(zhì)系數(shù)的實(shí)驗(yàn)求取方法：通過實(shí)際操作，學(xué)生能夠理解并掌握液膜傳質(zhì)系數(shù)的測定原理和方法。
關(guān)聯(lián)圓盤塔的液膜傳質(zhì)系數(shù)與液流速率之間的關(guān)系式：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析液膜傳質(zhì)系數(shù)與液流速率之間的關(guān)系，為吸收設(shè)備的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。
二、實(shí)驗(yàn)原理
圓盤塔是一種小型實(shí)驗(yàn)室吸收裝置，其工作原理類似于填充塔。在圓盤塔中，液體從一個(gè)圓盤流至另一個(gè)圓盤，與氣相進(jìn)行逆向接觸，實(shí)現(xiàn)氣液傳質(zhì)。根據(jù)Higbien的不穩(wěn)定傳質(zhì)理論，液體在圓盤間的流動(dòng)過程中，會(huì)發(fā)生一系列混合和不穩(wěn)定傳質(zhì)過程。
液膜傳質(zhì)系數(shù)是描述氣液傳質(zhì)過程快慢的重要參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)中，通常通過測定氣相中二氧化碳的吸收速度來計(jì)算液膜傳質(zhì)系數(shù)。基于雙膜理論，液膜傳質(zhì)系數(shù)與液相濃度的平均推動(dòng)力、吸收表面積等因素有關(guān)。
三、實(shí)驗(yàn)裝置
圓盤塔二氧化碳吸收液膜傳質(zhì)系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)裝置主要包括以下幾個(gè)部分：
貯液罐：用于儲(chǔ)存吸收液。
水泵：將吸收液從貯液罐泵送至高位槽。
高位槽：維持吸收液的液位穩(wěn)定，并通過調(diào)節(jié)閥控制吸收液的流量。
流量計(jì)：測量吸收液的流量。
皂膜流量計(jì)：用于測定氣相中二氧化碳的體積變化。
加熱器：對吸收液和氣相進(jìn)行加熱，以維持實(shí)驗(yàn)所需的溫度條件。
U型測壓管：測量系統(tǒng)壓力。
圓盤塔：核心部件，實(shí)現(xiàn)氣液傳質(zhì)過程。
水飽和器：使氣相在進(jìn)入圓盤塔前達(dá)到飽和狀態(tài)。
鋼瓶：提供純度較高的二氧化碳?xì)怏w。
三通玻璃活塞：切換氣體流向。
琵琶形液封器：防止氣體泄漏。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
系統(tǒng)準(zhǔn)備：檢查實(shí)驗(yàn)裝置是否完好，連接各部件并檢查密封性。
氣體置換：用二氧化碳?xì)怏w置換系統(tǒng)內(nèi)的空氣，確保系統(tǒng)內(nèi)的氣體純度。
開啟加熱系統(tǒng)：調(diào)節(jié)接觸溫度計(jì)至操作溫度值，由水泵將恒溫水注入圓盤塔的隔套層，使恒溫水不斷地循環(huán)流動(dòng)。
調(diào)節(jié)吸收液流量：開啟高位槽進(jìn)水泵，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的閥門，使吸收液的流量穩(wěn)定在設(shè)置值上。
穩(wěn)定系統(tǒng)：調(diào)節(jié)氣體和液體溫度控制裝置，使氣體和液體溫度穩(wěn)定在操作溫度值上，并等待系統(tǒng)穩(wěn)定。
開始實(shí)驗(yàn)：當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，切換三通玻璃活塞的導(dǎo)向，使二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入圓盤塔底部。同時(shí)記錄皂膜流量計(jì)中皂膜下降的時(shí)間，以及各處的溫度值。
改變流量：改變吸收液的流量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，記錄不同流量下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束：關(guān)閉所有設(shè)備，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
五、數(shù)據(jù)處理及計(jì)算方法
液流速率的計(jì)算：根據(jù)液體的密度和流量計(jì)算液流速率。
氣體吸收速率的計(jì)算：根據(jù)吸收壓力、二氧化碳吸收量、吸收時(shí)間和氣體常數(shù)計(jì)算氣體吸收速率。
液相濃度的平均推動(dòng)力的計(jì)算：根據(jù)塔頂和塔底液相中二氧化碳的平衡濃度與實(shí)測濃度計(jì)算液相濃度的平均推動(dòng)力。
液膜傳質(zhì)系數(shù)的計(jì)算：根據(jù)雙膜理論公式和相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算液膜傳質(zhì)系數(shù)。
六、注意事項(xiàng)
安全操作：實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，防止?fàn)C傷、中毒等事故的發(fā)生。
準(zhǔn)確測量：使用經(jīng)過校準(zhǔn)的儀器進(jìn)行測量以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
合理控制變量：在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)合理控制變量以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和可比性。
及時(shí)記錄數(shù)據(jù)：在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以便后續(xù)處理和分析。
YUY-GY332圓盤塔二氧化碳吸收液膜傳質(zhì)系數(shù)測定
裝置功能
1.掌握氣液吸收過程液膜傳質(zhì)系數(shù)的測定方法。
1.掌握氣液吸收過程液膜傳質(zhì)系數(shù)的測定方法。
2.了解圓盤塔結(jié)構(gòu)及操作。
3. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出液膜傳質(zhì)系數(shù)與液流速率之間關(guān)系式。
主要配置
水泵、高位槽、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、皂膜流量計(jì)、圓盤塔、水飽和器、U型測壓管、超級(jí)恒溫槽、不銹鋼框架及控制屏。
水泵、高位槽、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、皂膜流量計(jì)、圓盤塔、水飽和器、U型測壓管、超級(jí)恒溫槽、不銹鋼框架及控制屏。
公用設(shè)施
水：裝置自帶恒溫水箱，連接自來水。實(shí)驗(yàn)時(shí)由水箱循環(huán)泵送入系統(tǒng)，循環(huán)使用。
水：裝置自帶恒溫水箱，連接自來水。實(shí)驗(yàn)時(shí)由水箱循環(huán)泵送入系統(tǒng)，循環(huán)使用。
電：電壓AC220V，功率1.5KW，標(biāo)準(zhǔn)單相三線制。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室需配置1～2個(gè)接地點(diǎn)（安全地及信號(hào)地）。
實(shí)驗(yàn)溫度：室溫；實(shí)驗(yàn)體系：CO2～水；水流速：4～14L/h
技術(shù)參數(shù)
1、圓盤塔中的圓盤為素瓷材質(zhì)，圓盤塔內(nèi)系一根不銹鋼絲串連四十個(gè)相互垂直交叉的圓盤而成。每一圓盤的尺寸為直徑φ14.3mm，厚度4.3mm。
1、圓盤塔中的圓盤為素瓷材質(zhì)，圓盤塔內(nèi)系一根不銹鋼絲串連四十個(gè)相互垂直交叉的圓盤而成。每一圓盤的尺寸為直徑φ14.3mm，厚度4.3mm。
2、蓄水箱：容積約60L，304不銹鋼材質(zhì)。
3、超級(jí)恒溫槽：功率1.0KW，常溫-60℃。
4、水泵：微型磁力泵，流量12L/min，揚(yáng)程6m，功率30W。
5、皂膜流量計(jì)范圍：0-50ml,轉(zhuǎn)子流量計(jì)范圍：1.6～16L/h。
6、智能溫控儀表、固態(tài)調(diào)壓器、固態(tài)繼電器控制，溫度控溫精度±5℃。
7、各項(xiàng)電路指示、操作均在控制屏面板進(jìn)行。
8、控制屏面板及實(shí)驗(yàn)臺(tái)架為304不銹鋼；裝置結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，流程簡單,操作方便。
9、外形尺寸：1000×500×1800mm（長×寬×高），外形為可移動(dòng)式設(shè)計(jì)，帶3寸雙剎車輪。
