二氧化碳吸收与解吸实验装置.doc

二氧化碳吸收与解吸实验 装置说明书 天津大学化工基础实验中心 2012. 03 一、实验设备功能和特点： 本实验装置主要用于实验教学和科研。通过实验，可以帮助学生了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作方法；通过实验测定数据的处理分析可加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解，练习并掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，会实验数据的处理和分析。整套设备实验现象准确，数据稳定可靠，并且体积小重量轻，使用方便。 二、实验设备主要技术参数与基本情况： 1.设备主要参数：：： 1. 测量填料塔干填料层（△P／Z）～u关系曲线（只做解吸塔）： 打开空气旁路调节阀5至全开，启动风机。打开空气流量计,逐渐关小阀门5的开度，调节进塔的空气流量。稳定后读取填料层压降△P即U形管液柱压差计11的数值，然后改变空气流量，空气流量从小到大共测定8-10组数据。在对实验数据进行分析处理后，在对数坐标纸上以空塔气速 u为横坐标，单位高度的压降△P／Z为纵坐标，标绘干填料层(△P／Z)～u关系曲线。 2. 测量填料塔在喷淋量下填料层(△P／Z)～u关系曲线（只做解吸塔）： m3/h左右。启动气泵开关调节流量控制在0.51m3/h左右，向吸收塔内通入二氧化碳和空气的混合气体（二氧化碳气体流量计15的阀门要全开），流量大小由流量计读出。 （3）吸收进行10分钟后，启动解吸泵2，将吸收液经解吸流量计7计量后打入解吸塔中，同时启动风机，利用阀门5 调节空气流量（约0.5 m3／h）对解吸塔中的吸收液进行解吸。 （4）操作达到稳定状态之后，测量塔底的水温，同时在塔顶、塔底取样口用100ml三角瓶取20ml样品并分别测定塔顶、塔底液体中二氧化碳的含量。（实验时注意吸收塔水流量计和解吸塔水流量计数值要一致，并注意解吸水箱中的液位，两个流量计要及时调节，以保证实验时操作条件不变） （5）二氧化碳含量测定 用移液管吸取0.1M的Ba（OH）2溶液10mL，放入三角瓶中，并从塔顶或塔底样品中取10 mL加入三角瓶中用胶塞塞好振荡。溶液中加入2～3滴酚酞指示剂摇匀，用0.1M的盐酸滴定到粉红色消失即为终点。 按下式计算得出溶液中二氧化碳浓度： 五、实验注意事项： （m/s） 单位填料层压降（mmH2O/m） 在对数坐标纸上以空塔气速为横坐标，为纵坐标作图，标绘～关系曲线，见图三。 (2)传质实验（以第一组数据为例） CO2转子流量计读数0.200（m3／h）、CO2转子流量计处温度 16.1（℃） 16.1℃下二氧化碳气体密度=1.976 Kg/m3 CO2实际流量VCO2===0.156（m3／h） 空气转子流量计读数VAir=0.500 （m3／h） （a）. 吸收液浓度计算 吸收液消耗盐酸体积V1=30.10 ml，则吸收液浓度为： = =0.01277 mol/L （b）.吸收剂二氧化碳浓度计算 因纯水中含有少量的二氧化碳，所以纯水滴定消耗盐酸体积V=32.3ml，则塔顶水中CO2浓度为： ==0.00056mol/L （c）.塔底的平衡浓度计算 塔底液温度t =7.9℃，由表一可查得CO2亨利系数 E=0.9735×105 KPa 则CO2的溶解度常数为 ==5.706×10-7 （ ） 塔底混和气中二氧化碳含量 y1==0.238 H×PA1=H×y1×P0 =5.7×10-7×0.2857×101325=0.016521 （mol/l） （d）.塔顶的平衡浓度计算 由物料平衡得塔顶二氧化碳含量 L(CA2- CA1)=V(y1-y2) y2=y1- =0.238-=0.216 = H×PA2=H×y2×P0 =5.706×10-7×0.2638×101325=0.015256 mol/L （e）.液相平均推动力计算 = = 0.0049(kmol/m3) 因本实验采用的物系不仅遵循亨利定律，而且气膜阻力可以不计，在此情况下，整个传质过程阻力都集中于液膜，属液膜控制过程，则液侧体积传质膜系数等于液相体积传质总系数，即 = =0.0044 (m/s) 实验结果列表如下： 干填料时△P/z～u关系测定（见表二） 湿填料时△P/z～u关系测定（见表三） 填料吸收塔传质实验技术数据(见表四) ～关系曲线 （见图-3） 表二 、 干填料时△P/z～u关系测定 ( L=0 填料层高度Z=0.8m 塔径D=0.05m) 序号 填料层压强降（mmH2O） 单位