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圆盘塔二氧化碳吸收液膜传质系数测定
目 录:
一．实验装置图 二．设备及操作要点 三．教学实验要求
1．实验目的 2．实验原理 3．实验步骤及方法 4．数据处理
四．附件
1．现场调试记录 2．学生实验报告
华东理工大学化学工程与工艺实验中心
2005年12月
一、实验装置图
34T678T9TT12513121011 圆盘塔实验流装置
1－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－钢瓶；12－三通玻璃活塞；13－琵琶形液封器
二、设备及操作要点
1.实验必备品
蒸馏水50L一桶；CO2钢瓶一瓶；皂膜液一小瓶；秒表一只 2.开车步骤
1).系统用CO2置换3～5分钟， 2).开启高位槽进水泵，
3).根据设置操作温度开启超级恒温槽、气、液加热温控表。 3.操作要点
1).吸收液由高位槽溢流口开始溢出时方可进行操作。 2).调节转子流量计的阀门，使吸收液的流量稳定在设置值上。
3).调节气体和液体及恒温水槽的加热温控仪表，使气体和液体及恒温水槽的温度稳定在操作温度值上，其温度间的误差不大于?1℃。
4).液相的流量、温度和气相温度和圆盘塔水隔套中的恒温水温度达到设定值，稳定数分钟后，即可进行测定。
5).皂膜流量计鼓泡，皂膜至某一刻度时，即切换三通阀的导向，（CO2 直接排空），此时塔体至皂膜流量计形成一个封闭系统，随着吸收液液膜不断更新及吸收CO2，塔内CO2的体积也随之变小，皂膜流量计中的皂膜开始下降，依据原设置的要求将体积变化?V所用的时间?s记录下来，同时记录下各处的温度。测试一点后即将三通阀恢复至初始状态(CO2进入塔体)。
6).改变液体流量，继续如上的操作，上下行共做9-10次。 4.停车步骤
1).关闭水泵及钢瓶气源，仪表温度设置为室温。 2).切断总电源。
三、教学实验要求
1.实验目的
传质系数是气液吸收过程重要的研究的内容，是吸收剂和催化剂等性能评定、吸收设备设计、放大的关键参数之一。所以掌握气液吸收过程液膜传质系数的实验求取方法，根据实验数据关联圆盘塔的液膜传质系数与液流速率之间的关系式，是本实验的主要目的。 2.实验原理
传质系数的实验测定方法一般有两类，即静力法和动力法。静力法是将一定容积的气体于一定的时间间隔内，在密闭容器中与液体的静止表面相接触，根据气体容积的变化测定其吸收速度。此时液相主体必须在破坏表面的情况下进行搅拌，以避免由于在相界面附近饱和程度很高而影响其吸收速度。静力法的优点是能够了解反应过程的机理，设备小，操作简便，因其研究的情况，如流体力学条件与工业设备中的状况不尽相似，故吸收系数的数值，不宜一次性直接放大。
动力法是在一定的实验条件下，在气液两相都处于逆向流动状态下，测定其传质系数。此法能在一定程度上克服上述静力法的缺点，但所求得的传质系数只能是平均值，因而无法探讨传质过程的机理。
本实验基于动力法的原理，在圆盘塔中进行液膜传质系数的测定，但又与动力法不完全相同。其差异在于液相是处于流动状态，而气相在测试时处在不流动的封闭系统中。对于这一改进，其优点是简化了实验手段及实验数据的处理，同时也减少了操作过程产生的误差，实验结果与Stephens-Morris总结的圆盘塔中KL的准数关联式相吻合；不足的是只适合在常压(0.1MPa）测试条件下进行。
圆盘塔是一种小型实验室吸收装置：Stephens和Morris根据Higbien的不稳定传质理论，认为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。他们用水吸收纯CO2气体，实验测得的结果是一致的，且与塔高无关，消除了设备液膜控制时，因波纹现象所产生的端末效应。
Sherwood及Hollowag，将有关填充塔液膜传质系数数据整理成如下形式：
KLD??2??g?2?????13?4??????a??????????D??????
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