CO2水吸收傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定

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－水吸取傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定2一、試驗(yàn)?zāi)康陌盐諝庖何∵^(guò)程傳質(zhì)系數(shù)測(cè)定的根本原理；生疏試驗(yàn)裝置，學(xué)習(xí)試驗(yàn)根本操作及數(shù)據(jù)處理方法；測(cè)定肯定液流速率范圍內(nèi)的不同流速的吸取速率，求表征傳質(zhì)系數(shù)與潮濕率的關(guān)系中的潤(rùn)濕指數(shù)和填料單元特性常數(shù)，了解作為填充模型的圓盤(pán)塔的液膜特性。二、試驗(yàn)原理為：N KCA L m

(1)式中：N 為吸取速度，即單位時(shí)間內(nèi)，單位傳質(zhì)外表上吸取的物質(zhì)的量，可用下式計(jì)算：A2N C/FQ(C2A 1式中：

C/F [千摩爾/2·小時(shí)](2)]C ——單位時(shí)間內(nèi)吸取的物質(zhì)的量[千摩爾/小時(shí)]F ——傳質(zhì)外表積[米2]/Q ——液體流量[3小時(shí)]/為液體出入塔被吸取組分的分子濃度[千摩爾/3，]——2對(duì)承受直流水吸取C=02C為液相以摩爾濃度表示的對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力〔米3，可由下式計(jì)算：m(C*C)(C*C)C 2 2 1 m C*C

(3)ln 2 2C*C1 1C*C*為出、入塔液相被吸取組分的平衡濃度[千摩爾/31 2可由亨利定律求出:

]C=Hp=H·P·y(4)1假設(shè)對(duì)你有幫助，請(qǐng)下載使用！H ——溶解系數(shù)[千摩爾/米3·大氣壓]p ——被吸取組分氣相分壓[大氣壓]P ——總壓[大氣壓]Y ——?dú)庀啾晃〗M分的摩爾分?jǐn)?shù)K：液相以分子濃度差表示推動(dòng)力時(shí)的傳質(zhì)總系數(shù)。液膜掌握時(shí)，等于液相傳質(zhì)分系L數(shù)[米/時(shí)]，與流淌狀況、裝置特征、流體物性有關(guān)。均推動(dòng)力。它們可以依據(jù)氣、液相CO2

濃度、操作溫度、壓力、液流速率、圓盤(pán)尺寸、及數(shù)目等按式23〔〕求出。２、對(duì)水與CO2

系統(tǒng)，其液流速率對(duì)液相傳質(zhì)系數(shù)有顯著影響。一般符合下式：K n(5)L式中：為潤(rùn)濕率。即單位平均液流周邊上的液體質(zhì)量流量[千克/時(shí)·米]，可按下式計(jì)算：Qr/(6)式中：

]r ——液體密度[千克/3]—— 平均液流周邊[米]Q ——

流量[3時(shí)]/n ——/據(jù)爭(zhēng)論，在各種填充塔中水吸取CO2

潤(rùn)濕率的指數(shù)時(shí)，在肯定的KL

與的關(guān)系如取平均值，有

20℃K 0.0073850.75 [米/時(shí)] (7)L上式的平均誤差一般在10%以內(nèi)。在圓盤(pán)塔吸取CO2

，StephensMorris得到的關(guān)系式為:20℃K 0.011070.7 [米/時(shí)] (8)L但又強(qiáng)調(diào)，在一樣條件下，不同圓盤(pán)塔裝置中，液膜傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定也可有10%的誤差。國(guó)外的Taypor等人，國(guó)內(nèi)的周運(yùn)達(dá)等人，使用不同的圓盤(pán)，其加工方法或材料不同，覺(jué)察當(dāng)大于230.6[千克/時(shí)·米]時(shí)，n=10，α=0.001147。圓盤(pán)塔作為填充塔模型，其圓盤(pán)2假設(shè)對(duì)你有幫助，請(qǐng)下載使用！的液膜傳質(zhì)特性必需校正。校正后，其結(jié)果才與文獻(xiàn)記載的全都。LL 10～25升/時(shí)之間的四個(gè)不同潤(rùn)濕率下的液膜傳質(zhì)系數(shù)K，以logK～log作圖，所得直線斜率為n，截距為logα，可得α，這樣，可寫(xiě)出K與LL 三、試驗(yàn)裝置及流程本試驗(yàn)承受自來(lái)水，在恒溫下逆流吸取CO2

，吸取的核心裝置為圓盤(pán)塔〔圖三，整個(gè)系統(tǒng)分為兩大局部。１、圓盤(pán)吸取塔：主要由高32cm，直徑2.5cm的玻璃管和中心懸掛的一串鋁制圓盤(pán)組成，圓盤(pán)直徑1.498cm，厚0.52cm，平均液流周邊為0.03986740個(gè)，及外表積0.020262，每個(gè)圓盤(pán)以縱向直角穿插排列，用適當(dāng)?shù)恼澈蟿┕探Y(jié)，用金屬絲將整串圓盤(pán)掛起并拉緊。液體給入噴嘴直徑3～4mm，高140mm，兩者尺寸與液流速度、塔內(nèi)壓力相適應(yīng)。噴4～5cm處。塔底有一積液排出管，可排出因擊濺或掌握不當(dāng)而帶來(lái)的積液。２、流程：將水打入恒壓頭槽１內(nèi)，然后流經(jīng)恒溫水?。?、流量計(jì)３、吸取塔４。恒壓頭槽設(shè)有一質(zhì)面積的引入。被吸取氣體來(lái)自鋼瓶７，其CO2

氣體純度在99%以上。氣體經(jīng)減壓閥及流量計(jì)６計(jì)量，入吸取塔底部。氣體自下而上，未被吸取的CO2

，由塔頂排出至室外。四、試驗(yàn)步驟CO2

校正。測(cè)試過(guò)程在室溫下進(jìn)展，而液相進(jìn)口溫度應(yīng)保持恒定。液體進(jìn)、出口溫差盡可能小。１、塔體安裝調(diào)整：3假設(shè)對(duì)你有幫助，請(qǐng)下載使用！適度拉緊，進(jìn)液噴嘴距最上一個(gè)圓盤(pán)4～5cm1～2cm。２、氣密試驗(yàn)：連接處，覺(jué)察漏氣酌情處理。３、系統(tǒng)氣體置換：CO濃度與鋼瓶中全都，則認(rèn)為置換徹底。氣體用球膽取樣，取樣時(shí)球膽要置換3～4次。2４、液體系統(tǒng)試漏：受液面恒定，觀看各處接頭是否漏液。５、液體流量計(jì)的讀數(shù)：調(diào)整流量計(jì)流量到予定范圍內(nèi)某值并保持恒定測(cè)得１分鐘流量，求出每小時(shí)流量，即為流量值。６、測(cè)試：0.016[米/秒]計(jì)〔轉(zhuǎn)子流量計(jì)需用濕式氣體流量計(jì)校準(zhǔn)30～45分鐘后開(kāi)頭測(cè)定。首先用秒表和量筒測(cè)量液體流量，然后用500ml碘量瓶在液體出口處取樣〔留意管子應(yīng)插在瓶底，以免CO2

解吸〕約５分鐘取滿，連續(xù)取３瓶，用蓋子蓋緊。同時(shí)取空白水樣，準(zhǔn)時(shí)進(jìn)展分析，采完樣后，再重測(cè)一次流量。在采液的同時(shí)，記錄各操作條件數(shù)據(jù)，如氣液進(jìn)出口溫度，氣體出口壓力、大氣壓、室溫等。分析時(shí)用移液管〔50ml〕分別從樣品瓶的中0.1MHCl0.5ml，應(yīng)補(bǔ)取平行試樣重測(cè)，如后一瓶三個(gè)平行試樣的平均值與前一瓶誤差超過(guò)4%，表示系統(tǒng)不穩(wěn)定應(yīng)棄之。待穩(wěn)定后重測(cè)。在整個(gè)試驗(yàn)中，應(yīng)保持液體進(jìn)口溫度恒定。10～25L/h計(jì)算。７、停頓：4假設(shè)對(duì)你有幫助，請(qǐng)下載使用！路中各閥，嚴(yán)防空氣進(jìn)入。五、數(shù)據(jù)處理1.液相中CO

濃度分析2承受容量法，即以過(guò)量堿固定液相中CO2

后，再用鹽酸反滴。取樣時(shí)，移液管嘴插到樣50ml20ml0.1M標(biāo)準(zhǔn)NaOH6ml10%BaCl2

〔足量〕溶液的三角瓶中，加2～3滴酚酞作指示劑，搖勻后，用0.1M標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液反滴過(guò)量堿，待溶液粉紅色剛消逝，即為滴定終點(diǎn)，記錄所耗鹽酸體積。反響式：濃度計(jì)算式：C0.02(C V

(CV)

C V

[千摩爾/米3] 〔9〕NaOH

NaOH

HCl空白

HClNaOH HCl式中C ,C 為標(biāo)準(zhǔn)NaOH、HCl的摩爾濃度[mol/l]NaOH HCl

為水的空白校正試驗(yàn)的摩爾數(shù)