二氧化碳吸收与解析实验是化工原理实验中的一个重要内容，旨在通过实际操作了解二氧化碳在吸收剂中的吸收与解析过程，掌握填料塔的操作方法，并加深对填料塔流体力学性能和传质性能理论的理解。以下是对该实验的详细介绍：
一、实验目的
了解填料吸收塔的结构、性能和特点：通过实验，学生可以直观地观察到填料塔的内部结构，理解其工作原理。
练习并掌握填料塔操作方法：通过实验操作，学生能够掌握填料塔的基本操作技能，包括流体的加入、流量的调节、样品的采集等。
通过实验测定数据的处理分析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解：通过测量填料层的压强降与操作气速的关系等实验数据，学生可以深入理解填料塔的流体力学性能。
加深对填料塔传质性能理论的理解：通过测定吸收系数、传质单元数等参数，学生可以进一步理解填料塔的传质性能。
掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，练习实验数据的处理分析：通过实验数据的处理和分析，学生可以掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，提高实验数据处理能力。
二、实验内容
测定填料层压强降与操作气速的关系：在一定液体喷淋量下，改变操作气速，测量填料层的压强降，并绘制压强降与气速的关系曲线。通过该曲线可以确定液泛气速等关键参数。
测量塔的传质能力和传质效率：固定液相流量和入塔混合气二氧化碳的浓度，在液泛速度下取两个相差较大的气相流量，分别测量塔的传质单元数、回收率、传质单元高度和体积吸收总系数等参数，以评估塔的传质能力和传质效率。
进行纯水吸收二氧化碳、空气解吸水中二氧化碳的操作练习：通过实际操作练习，学生可以掌握纯水吸收二氧化碳和空气解吸水中二氧化碳的基本操作方法，并观察实验现象。
测定填料塔液侧传质膜系数和总传质系数：通过实验数据的处理和分析，可以计算出填料塔的液侧传质膜系数和总传质系数，进一步了解塔的传质性能。
三、实验原理
气体通过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，它决定了塔的动力消耗。压强降与气、液流量均有关，不同液体喷淋量下填料层的压强降与气速的关系会有所不同。
传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数。对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。根据双膜模型的基本假设，可以推导出气侧和液侧的传质速率方程，并据此分析传质过程。
四、实验装置
实验装置主要包括填料塔、二氧化碳钢瓶、减压阀、流量测量仪表（如转子流量计）、浓度测量仪器（如化学分析仪器）、温度测量仪表（如铂电阻温度计）等。填料塔内装有填料层（如瓷拉西环），用于提供气液接触面积。二氧化碳钢瓶提供实验所需的二氧化碳气体，减压阀用于调节气体压力。流量测量仪表用于测量气体和液体的流量，浓度测量仪器用于测定溶液中二氧化碳的含量，温度测量仪表用于测定气相和液相的温度。
五、实验步骤
实验步骤一般包括准备工作（如检查装置气密性、配制溶液等）、启动风机和泵、调节流量和压力、稳定后测量数据、记录实验现象和数据等。具体步骤可能因实验要求和装置不同而有所差异。在实验过程中需要注意安全操作规范，避免触电、烫伤等事故发生。同时需要准确测量各项参数并及时记录实验数据以便后续处理和分析。
六、实验数据处理与分析
实验数据处理与分析是实验的重要环节之一。通过对实验数据的处理和分析可以得出填料层的压强降与操作气速的关系曲线、传质单元数、回收率、传质单元高度和体积吸收总系数等关键参数。这些参数对于评估填料塔的传质性能和优化操作条件具有重要意义。同时还可以通过对比不同条件下的实验结果来探讨操作条件对传质过程的影响规律。


YUY-HY122二氧化碳吸收与解析实验装置