液液传质系数

2-4 液液传质系数的测定

（验证性实验）

实际萃取设备效率的高低，以及怎样才能提高它的效率，是人们十分关心的问题。为了解决这些问题，必须研究影响传质速率的因素和规律，以及探讨传质过程的机理。近几十年来，人们虽已对两相接触面的动力学状态，物质通过界面的传递机理和相界面对传递过程的阻力等问题进行研究，但由于液液传质过程的复杂性，许多问题还没有得到满意的解答，有些工程问题不得不借助于实验的方法或凭经验来处理。这些都说明对基本理论还有待于进一步的研究。本实验的提出，旨在使学生能够直接了解测定液液传质系数的一种实验方法，并通过改变不同的实验条件，如流动情况、物系性质等，从而进一步探讨各因素对液液界面传质的影响机理和对传质速率的影响程度。

一． 实验原理

工业设备中，常将一种液相以滴状分散于另一液相中进行萃取。但当流体流经填料、筛板等内部构件时，会引起两相高度的分散和强烈的湍动，传质过程和分子扩散差别很大，再加上液滴的凝聚与分散，流体的轴向返混等问题，使得影响传质速率的主要因素，如两相实际接触面积、传质推动力等都难以确定。因此在实验研究中，常将过程进行分解，采用理想化和模拟的方法进行处理。“液液传质系数的测定—单液滴实验”就是“理想化”实验方法的一

第十章气液传质设备

气液传质设备的型式由多种，本章主要介绍塔式设备的构造与操作性能特点，以便解决塔设备合理选用与设计问题

10．1 填料塔

一、填料塔的结构

填料塔是一种应用广泛的气液两相接触并进行传热、传质的塔设备，可用于吸收（解吸）、精馏和萃取等分离过程。

图10－1 填料塔的典型结构

填料塔的结构如图10－1所示，塔体为圆筒形，两端有封头，并装有气、液相进、出口接管。塔底有气体的进口及分配空间，其上为调料的支撑——支撑栅板，板上充填一定高度的填料，填料可以乱堆，亦可以整砌。栅板可允许气、液体通过。塔顶有液体进口和液体分布器，使入塔液体尽可能均匀地喷淋在填料层地顶部，液体沿填料表面向下流动。由于填料层中地液体往往有向塔壁流动地倾向（壁流效应），故填料层较高时，常将其分为若干段，每两段之间设有液体再分布装置，可将向塔壁流动地液体重新导向填料层中。

填料塔在操作时，气体从塔底通入，自下而上通过填料层地空隙，与自上而下沿填料表面流下地液体呈逆流接触，进行传质，传热，两相地组成沿塔高呈连续变化，故填料塔为微分接触式设备。

填料塔地塔体可根据被处理物料地性质，用金属、陶瓷、塑料或金属外壳内衬以耐腐蚀材料制成。为保证液体在整个塔截面上地均匀分布，

大气实验四

实验四 填料塔液相传质系数的测定

环工021 伦裕旻 15号

一、实验目的：

吸收是传质过程的重要操作，应用非常广泛。为强化吸收过程，必须研究传质过程的控制步骤，测定传质膜系数和总传质系数。

本实验采用水吸收CO2，测定填料塔的液相传质膜系数、总传质系数和传质单元高度，并通过实验确定液相传质系数和各项操作条件的关系。

通过本实验，学习并掌握研究物质传质过程的一种实验方法，并加深对传质过程原理的理解。 二、实验原理：

根据双膜模型的基本假设，气相和液相的吸收质A的传质速率方程可分别表达为

气膜DA=KgA(PA—PAi) (1) 液膜GA=K1A（CAi—CA） (2)

公式中GA——A组分的传质速率，kmol．S-1;

A——两相接触面积，m2;

PA————气相A组分的平均分压，pa PAi——相界面A组分的 分压，pa

CA————液相A组分的平均浓度，kmol.m-3

Kg——以分压表达推动力的气相传质膜系数，kmol.m-3 K1————以物质的浓度表达推动力的液相传质膜系数，m.s-1

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：

DA=KGA(PA—PA

化 工 专 业 实 验 报 告

学 院： 化学工程学院 专 业： 化学工程与工艺

实 验 名 称： 双驱动搅拌器测定气液传质系数

实验七 双驱动搅拌器测定气液传质系数

一、 实验目的

气液传质系数是设计计算吸收塔的重要数据。工业上应用气液传质设备的场合非常多，而且处理物系又各不相同，加上传质系数很难完全用理论方法计算得到，因此最可靠的方法就是借用实验手段得到。测定气液传质系数的实验设备多种多样，而且都具有各自的优缺点。本实验所采用的双驱动搅拌吸收器不但可以测定传质系数，而且可以研究气液传质机理。本实验的目的是通过了解双驱动搅拌吸收器的特点，明了该设备的使用场合以及测定气液传质系数的方法，进而对气液传质过程有进一步的了解。

二、 实验原理

气液传质过程中由于物系不同，其传质机理可能也不相同，被吸收组分从气相传递到液相的整个过程决定于发生在气液界面两侧的扩散过程以及在液相中的化学反应过程，化学反应又影响组分在液相中的传递。化学反应的条件、结果各不相同，影响组分在液相中传递的程度也不同，通常化学反应是促

第八章 汽液传质设备

本 章 学 习 要 求

1．熟练掌握的内容

板式塔内气液流动方式；板式塔塔板上气液两相非理想流动；板式塔的不正常操作，全塔效率和单板效率；板式塔塔高和塔径的计算；填料塔内流体力学特性；气体通过填料层的压降；泛点气速的计算；填料塔塔径的计算。 2．理解的内容

板式塔的主要类型与结构特点，板式塔塔板上气液两相接触状况；筛板塔溢流装置的设计及踏板板面布置；筛板塔塔板校核；筛板塔负荷性能图的绘制及其作用；填料塔的结构；填料及其特性。 3．了解的内容

气液传质设备类型与基本要求；填料塔的附件；板式塔与填料塔的比较。

* * * * * * * * * * * *

§8.1 气液传质设备类型与基本要求

塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。

根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。 板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底

第八章 汽液传质设备

本 章 学 习 要 求

1．熟练掌握的内容

板式塔内气液流动方式；板式塔塔板上气液两相非理想流动；板式塔的不正常操作，全塔效率和单板效率；板式塔塔高和塔径的计算；填料塔内流体力学特性；气体通过填料层的压降；泛点气速的计算；填料塔塔径的计算。 2．理解的内容

板式塔的主要类型与结构特点，板式塔塔板上气液两相接触状况；筛板塔溢流装置的设计及踏板板面布置；筛板塔塔板校核；筛板塔负荷性能图的绘制及其作用；填料塔的结构；填料及其特性。 3．了解的内容

气液传质设备类型与基本要求；填料塔的附件；板式塔与填料塔的比较。

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§8.1 气液传质设备类型与基本要求

塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。

根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。 板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底

液-液萃取（一）

一、填空题

1、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂（溶解度的差异）而达到混合液中组分分离的操作。

2、在三角形坐标图上，三角形的顶点代表（纯物质），三条边上的点代表（二元混合液），三角形内的点代表（三元混合液）。 3、分配系数kA是指（yA/xA），其值愈大，萃取效果（愈好）。 4、影响分配系数kA数值的因素有（物系）、（温度）、（组成）。 5、通常物系温度升高，组分B、S的互溶度（加大），两相区面积（减小），不利于萃取分离。

6、溶质的分配系数kA越大，稀释剂的分配系数kB越小，则选择性系数β值（越大），越有利于萃取分离。

7、在单级萃取器中，用纯溶剂S萃取A、B混合液中的溶质A，测得平衡的萃取相与萃余相中组分A的质量分数分别为yA=0.37，xA=0.14，组分B、S可视着完全不互溶，则组分A的分配系数kA=（2.643），萃取剂的选择性系数β=（无穷大）。萃取中，β值均应（大于1）。

8、溶解度曲线将三角形相图分为两个区，曲线内为（两相区），曲线外为（单相区），萃取操作只能在（两相区）内进行。

9、单级萃取操作中，平衡时E相组成为39%的A和2.4%的B，R相的组成为16%的A及83%的B，则组分A的分配系数kA=（

色谱分析

第八章 高效液相色谱法

液－固吸附色谱

液－液分配色谱

色谱分析

主要内容

一 二

液-固吸附色谱法 液-液分配色谱法 正相硅胶反相洗脱色谱法

三

宋 敏

中国药科大学药分教研室

色谱分析

一、液－固吸附色谱法

宋 敏

中国药科大学药分教研室

3

色谱分析

1、液－固吸附色谱法的定义

液 ︱ 固 吸 附 色 谱 色谱分离是基于吸附效应的色谱法称 为吸附色谱法，以固体吸附剂为固定 相，以液体为流动相的色谱法，称为 液－固吸附色谱法（Liquid-Solid Adsorption Chromatography，LSC）， 简称液－固色谱法。

液－固吸附色谱是最早出现的，也是最基本的一 种柱色谱类型。

宋 敏 中国药科大学药分教研室

色谱分析

2、液－固吸附色谱法的固定相

优良的固定相填料应具备以下特性：

表面具有极性活性基团即吸附位点；形状适宜，最

好成微米级微球形，且粒径分布均匀；多孔性且比

表面积大，载样量大；化学性质稳定；机械强度高；

价格合理 。

宋 敏

中国药科大学药分教研室

色谱分析

在吸附色谱中，最常用的吸附剂是硅胶，其次是氧 化铝，此外还有高分子多孔微球（有机胶）、分子 筛及聚酰胺等。 固定相按极性大小分类如下： 酸性吸附剂：硅胶、硅酸镁 极性吸附剂 按极性 大小分

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起 草： 日期： 批 准： 日期： 拷贝号： 变更记载： 修订号 00 01 02 批准日期 2001年5月2日 审 核： 日期： 生效日期： 签字： 制定（变更）原因及目的： 生效日期 2001年5月10日 公司更名。 生产技术部 [ ]份 质量部QA [ ]份 质量部QC [ ]份 一 车 间 [ ]份 二 车 间 [ ]份 三 车 间 [ ]份 分发部门 设备动力科 [ ]份 物 控 部 [ ]份 总 经 办 [ ]份 综 合 部 [ ]份 滴定液与标准液配制SOP

1. 适用范围：滴定液、标准液配制 2. 职责

检验员：严格按SOP进行操作。 3. 滴定液与标准液配制通则

3.1.仪器与用具：十万分之一电子分析天平、恒温干燥箱、滴定管（经校正）、移液管（经校正）、容量瓶（经校正）。

3.2.基本要求：室温为10～30℃，称量与计算时有效数保留5位，但最终保留4位有效数， 滴定时滴定液消

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起 草： 日期： 批 准： 日期： 拷贝号： 变更记载： 修订号 00 01 02 批准日期 2001年5月2日 审 核： 日期： 生效日期： 签字： 制定（变更）原因及目的： 生效日期 2001年5月10日 公司更名。 生产技术部 [ ]份 质量部QA [ ]份 质量部QC [ ]份 一 车 间 [ ]份 二 车 间 [ ]份 三 车 间 [ ]份 分发部门 设备动力科 [ ]份 物 控 部 [ ]份 总 经 办 [ ]份 综 合 部 [ ]份 滴定液与标准液配制SOP

1. 适用范围：滴定液、标准液配制 2. 职责

检验员：严格按SOP进行操作。 3. 滴定液与标准液配制通则

3.1.仪器与用具：十万分之一电子分析天平、恒温干燥箱、滴定管（经校正）、移液管（经校正）、容量瓶（经校正）。

3.2.基本要求：室温为10～30℃，称量与计算时有效数保留5位，但最终保留4位有效数， 滴定时滴定液消