填料塔气体传质膜系数测定实验的数据处理(2)

填料塔气体传质膜系数测定实验的数据处理

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　　　西　南　科　技　大　学　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2004

CA1:与塔底气相中二氧化碳浓度相平衡的液相二氧化碳浓度;CA2:与塔顶气相中二氧化碳浓度相平衡

333

的液相二氧化碳浓度。因为本实验采用水吸收纯二氧化碳,则:CA1=CA2=CA=H PA=H P

-3-1

H:溶解度系数(kmol.m.Pa),PA:二氧化碳分压(Pa),

3

△C=3

△Clnln△CA2(CA-CA1)

ρ二氧化碳的溶解度常数:H=(kmol.m-3.Pa-因此,△CAm=

M水

E

-3-1ρ水:水的密度(kg.m);M水:水的摩尔质量():(Pa)

又因本实验采用的物系遵循亨利定律,,在此情况下,整个传质阻力都集中于液膜,即属液膜控制过程。,亦即:

kla=KLa=

hCAm

,曾有不少研究者由实验得出各种关联式,其中Sherwood-Holloway得出如下关联式:

μnm

)=A() (

μρDlJLDL

式中:DL:吸收质在水中的扩散系数(m2s-1);L:液体质量流速;μl:液体粘度(Pa.s);ρL:液体密度(kg.m-3)。

和A(μ)DlJ

由于关联式中

m

两项没有特性长度,因此,该式也不是真正无因次准数关联式。式中A、m、

μka

) ()

ρDlLDL

-0.5

和n的具体数值,需在一定条件下由实验求取。在本实验条件下是在双对数坐标上将(

(对

)

μl作图,用图解法或线性回归法求取关联式的A和m值,进而计算出填料塔气体传质膜系数。

)、)、按照常规的作法是:将实验测得的塔顶气温(℃塔底气温(℃流量计读数(m3h-1)、塔底压强

(mmH2O)、)、)、塔顶水温(℃塔底液温(℃水流量(Lh-1)、塔底采样量(ml)、空白盐酸用量(ml)、样品盐酸用

量(ml)等数据及查得的数据CO2密度(kgm-3)、E(Pa)、液体的密度(kgm-3)、液体的粘度(Pa.s)、扩散系数10-9(m/s)代入公式进行计算并整理得出表2的气相实验数据各项和表3液相实验数据各项。然后通过计

算得出实验数据处理表4各项。最后按实验数据处理表4中的log(

μ)×()

ρDlLDL

-0.5

和logμ在坐标纸上作

l

图得到一点。只有将实验的若干组数据全部处理作图后才可得出log(错,而用图解的方法求取A和m时误差更是在所难免。

μl直线,通过求

取该直线截距和斜率的方法求取A和m。使用常规的方法由于计算繁琐,不仅准确度不能得到确保且容易出

-log

μ)×()

ρDlLDL

-0.5

2　e用Excel2000处理实验数据

2.1　基本参数

填料柱:柱内径:d=50mm;填料型式:球形玻璃珠;填料高度:h=300mm;填料规格:d0=Φ5mm;大气压力:Ps=0.101MPa;比表面积α:T=227m2 m3;室温:T=20℃;堆积密度ρ:b=802kg m-3;空隙率ε:=0.66;试剂:溶液浓度(mol L-1):0.145mol L-1;用量:10ml;盐酸浓度

:0.1074mol L-1。

2.2　实验数据记录

启动Excel2000,建立实验数据表1