CO2吸收填料塔实验
实验八 二氧化碳吸收填料塔实验
一、实验目的
⒈ 了解填料吸收塔的结构和流体力学性能。

⒉ 学习填料塔的液膜传质膜系数、总传质系数的测定方法，加深对传质过程原理的理解。

二、实验内容
1．测定填料层压强降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。

2．采用水吸收二氧化碳，测定填料塔的液
膜传质膜系数和总传质系数。

三、实验原理
1．气体通过填料层的压强降
压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。

压强降与气液流量有关，不同喷淋量下的填料
层
的压强降ΔP 与气速u 的关系如图8-1所示：
ΔP ,
u , m/s
1
2
3
L 3L 2L 1
L 0 =
＞＞0
图8-1 填料层的ΔP ～u 关系
当无液体喷淋即喷淋量L 0=0时，干填料的ΔP ～u 的关系是直线，如图中的直线0。

当有一定的喷淋量时，ΔP ～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。

这两个转折点将ΔP ～u 关系分为三个区段：恒持液量区、载液区与液泛区。

2．传质系数
填料塔在传质过程的有关单元操作中，应用十分广泛，实验研究传质过程的控制步骤，测定传质膜系数和总传质系数，尤为重要。

根据双膜模型的基本假设，气侧和液侧的吸收质A 的传质速率方程可分别表达为
气膜 )
(Ai A g A p p A k G -= （8－1）
液
膜
)
(A Ai l A C C A k G -=
（8－2）
式中：A
G ——A 组分的传质速率，1
-⋅s kmoI ；
A ——两相接触面积，m 2
；
A
P ——气侧A 组分的平均分压，Pa ； Ai
P ——相界面上A 组分的平均分压，Pa ；
A C ——液侧A 组分的平均浓度，3
-⋅m kmol
Ai
C ——相界面上A 组分的浓度3
-⋅m kmol
k g ——以分压表达推动力的气侧传质膜系数，1
12
---⋅⋅⋅Pa s m
kmol ;
k l ——以物质的量浓度表达推动力的液
侧传质膜系数，1
-⋅s m 。

P 2=P A。

2
C A2 ，F L
P A
P Ai
C Ai
d
相 界 面
距离 液 膜
气
膜 浓度
C A P A C A
P
A +d P A
C A +dC A
P 1=P A。

1
C A 。

1，F L
图8-2双膜模型的浓度分布图
图8-3 填料塔的物料衡算图
以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又可分别表达为
)(*-=A
A
G
A
p p A K G
（8－3）
)
(A A L
A
C C A K
G -=*
（8－4）
式中：
*
A
p ——液相中A 组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa ；。