Name: gas absorber column mass transfer
Uploaded: 2023-04-30T07:02:04.000Z
Duration: 7 min 51 s
Channel: JoVE

تستخدم التجربة عمود امتصاص غاز معبأ عشوائيا لتدفق المياه المعاكس. العمود مليء ب 34 سم من سروج بيرل مقاس 13 مم مع 465 م < فئة سوب = "xref" >2 / m3 مساحة سطحية (فعالة). يبلغ الضغط الذي يدخل النظام حوالي 1.42 بار بدرجة حرارة حوالي 26 درجة مئوية ، وتسمح الصمامات عند مدخل وخروج العمود للغاز بالهروب. مقياس طياف الأشعة تحت الحمراء "Oxy Baby" ، المتصل مباشرة بالوحدة في مواقع مختلفة ، يقيس تكوين الغاز ، وتستخدم خزانات الغاز النقي للمعايرة.
فئة 1. تشغيل ممتص الغاز
<ol>
	<li>قم بتشغيل المفتاح الرئيسي وأغلق صمام الضبط المستخدم للتحكم في كمية الماء في العمود</li>
	<li>افتح صمام تدفق الهواء بالكامل وصمام الضبط لضغط العمود.</li>
	<li>اضبط معدل تدفق الهواء على المستوى المطلوب (استخدم 20 لترا / دقيقة كحد أدنى وزدها حسب الحاجة) ، واضبط ضغط العمود على ~ 1.4 بار و 25 درجة مئوية باستخدام صمام ضبط الضغط.</li>
	<li>ابدأ معدل تدفق ثاني أكسيد الكربون عند ~ 4 لتر / دقيقة.</li>
	<li>اضبط تدفق المياه على ~ 75 لتر / ساعة ، واضبط مستوى الماء للحفاظ على ارتفاع ثابت. قم بتعديل إذا لزم الأمر أثناء الجري لضمان ارتفاع ثابت.</li>
	<li>قم بأخذ عينات من الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون2 في قاعدة العمود ومركزه ورأسه باستخدام صنابير الضغط ومطياف الأشعة تحت الحمراء.</li>
	<li>قم بإجراء ثمانية عمليات تشغيل مختلفة ، باستخدام معدلي تدفق غاز مختلفين ، ومعدلات تدفق السائل ، وتركيزات ثاني أكسيد الكربون2. سيمكن هذا من تحديد أهم المتغيرات.</li>
	<li>اسمح للنظام بتحقيق حالة ثابتة عند تغيير أي معدل تدفق. يستغرق هذا عادة من 30 إلى 45 دقيقة.</li>
</ol>
<div class = "chapter_text" id = "script_0" > تستخدم ماصات الغاز لإزالة الملوثات من تيارات الغاز ، مثل غاز floo من العادم. يستخدم ممتص الغاز عمودا يحتوي غالبا على مواد تعبئة عشوائية أو منظمة. تستخدم ممتصات السرير المعبأة تيارات الغاز والسائل التي تتدفق التيار المضاد لبعضها البعض. يتم امتصاص الغاز الملوث في التيار السائل ، مما يؤدي إلى تقليل الملوثات في غاز الخروج. تعتمد عملية الامتصاص بشكل كبير على معلمات التشغيل ، والتي يجب دراستها من أجل تحسين العملية. هنا ، سوف نحقق في امتصاص ثاني أكسيد الكربون في الماء ، ونفحص كيف تؤثر معلمات التشغيل على فصل النظام وكفاءته.</div><div class = "chapter_text" id = "script_1" >تستخدم وحدة امتصاص الغاز ملامسة مذيب سائل لإزالة المادة من خليط الغاز. تنتقل الكتلة من خليط الغاز إلى المذيب ، مع اقتراب المرحلتين من التوازن. ثم يحدث فصل الطور السائل الغازي. يظهر هنا توازن المواد الكلي للامتصاص ، حيث V و L هما معدلات تدفق البخار والسائل على التوالي ، وبالتالي فإن توازن المواد المكونة للمكون الممتص A يشتمل على جزء الخلد A في الطور البخاري والسائل. معامل نقل الكتلة الكلي هو المعدل الذي ينتقل به تركيز نوع واحد من سائل إلى آخر. هنا ، KG هو معامل نقل الكتلة الكلي ، و PAG هو الضغط الجزئي للغاز الذي يتم امتصاصه ، و P star A هو ضغط التوازن من قانون هنري ، و A هي المنطقة الفعالة لنقل الكتلة ، و Z هو ارتفاع التعبئة ، و GS هو معدل التدفق المولي للغاز لكل مقطع عرضي للعمود. يعتمد نقل الكتلة على معاملات نقل الكتلة في كل مرحلة ، ومقدار المساحة البينية المتوفرة في الممتص. يتم تطبيق قانون هنري وقانون راؤول لحساب الضغوط الجزئية في التوازن مع تركيزات الطور السائل. في التجربة التالية ، سيتم استخدام ممتص غاز عمود معبأ لامتصاص ثاني أكسيد الكربون من تيار غاز إلى الماء. يدخل تيارات الغاز والماء إلى العمود من الأسفل والأعلى على التوالي ، مما يتيح التدفق العاكس. يتم التحكم في تكوين ثاني أكسيد الكربون عند المدخل باستخدام صمامات ثاني أكسيد الكربون والهواء. ثم يتم قياس تركيز ثاني أكسيد الكربون في المخرج. والآن بعد أن ناقشنا أساسيات امتصاص الغاز، دعونا نلقي نظرة على كيفية تشغيل الجهاز في المختبر.</div><div class = "chapter_text" id = "script_2">المعدات المستخدمة في هذا العرض التوضيحي عبارة عن عمود امتصاص غاز معبأ للتدفق المعاكس. العمود مليء بسروج بيرل سعة 13 مليلتر على عمق سرير 34 سم. تسمح الصمامات الموجودة عند مدخل وخروج العمود للغاز بالخروج ، بينما يتم استخدام مطياف الأشعة تحت الحمراء لقياس الضغوط الجزئية لثاني أكسيد الكربون2 في الطور الغازي. لبدء التجربة ، قم بتشغيل المفتاح الرئيسي ، ثم أغلق الصمام المستخدم للتحكم في كمية الماء في العمود. افتح صمام تدفق الهواء تماما وافتح صمام الضبط لضغط العمود. اضبط معدل تدفق الهواء على المستوى المطلوب. استخدم ما لا يقل عن 30 لترا في الدقيقة ، ثم قم بزيادتها حسب الرغبة. اضبط ضغط العمود على حوالي 0.5 بار باستخدام صمام ضبط الضغط. بعد ذلك ، اضبط معدل تدفق ثاني أكسيد الكربون بدءا من حوالي أربعة لترات في الدقيقة ، ثم اضبط معدل تدفق المياه ، بدءا من حوالي أربعة لترات في الدقيقة. اضبط تدفق المياه طوال التجربة للحفاظ على مستوى ماء ثابت في الخزان. قم بأخذ عينات من تركيز ثاني أكسيد الكربون وقياسه حسب الرغبة في قاعدة العمود ومركزه ورأسه باستخدام مقاييس الضغط المضمنة. كرر التجربة عن طريق إجراء ثمانية أشواط. استخدم معدلي تدفق غاز مختلفين ، ومعدلات تدفق السائل ، وتركيزات ثاني أكسيد الكربون ، مما يتيح تحديد أهم المتغيرات في النظام. تأكد من السماح للنظام بتحقيق حالة ثابتة كلما تم تغيير معدل التدفق. <div</div> class = "chapter_text" id = "script_3">الآن بعد أن أوضحنا كيفية إجراء امتصاص الغاز ، دعنا نلقي نظرة على النتائج. أولا ، احسب الضغوط الجزئية والضغوط الجزئية للتوازن لكل شوط ، ثم استخدم الضغوط الجزئية لحساب معاملات نقل الكتلة. تظهر القيم المحسوبة هنا على شكل مثلثات ، بينما تنشأ القيم المتوقعة ، الموضحة على أنها الخط الثابت ، من حساب خطوط التشغيل والتوازن. تم رسم فترات الثقة لقيم النموذج ومتوسط معامل نقل الكتلة بخطوط متقطعة. لم يكن هناك انحراف بين القيم المتوقعة والفعلية ، مما يدل على أن العمود في حالة مستقرة مع توازن عند الواجهة بين المرحلتين السائلة والغازية. الآن ، دعونا نقارن معاملات نقل الكتلة في نفس ظروف التشغيل. أظهرت القيم النظرية ، الموضحة على شكل خطين أخضر وأزرق ، اتجاهات مماثلة للبيانات التجريبية. سواء كان معدل الغاز مرتفعا أو منخفضا ، فإن النموذج والتجربة يتصرفان بنفس الطريقة ، مما يدل على أن معدل تدفق الغاز كان له تأثير ضئيل أو معدوم على معامل نقل الكتلة في النطاقات التي تم فحصها.</div><div class = "chapter_text" id = "script_4">أخيرا ، دعنا نلقي نظرة على بعض تطبيقات هذه التكنولوجيا في الصناعة. ممتصات السرير المعبأة هي أكثر المعدات شيوعا المستخدمة في التحكم في تلوث الهواء. في هذه الحالات ، غالبا ما تسمى امتصاص الغاز أجهزة تنقية الغاز. تستخدم أجهزة تنقية الغاز لإزالة الأبخرة المسببة للتآكل مثل حمض الكبريتيك وحمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك من الغازات الصناعية وفتحات التهوية من المصانع الكيماوية ومصافي النفط ومصانع اللب والورق. تسمى عملية إزالة الغاز الممتص من المذيب بالتجريد. غالبا ما تستخدم أدوات الشرائط جنبا إلى جنب مع الماصات من أجل استعادة الغاز الممتص وإعادة تدوير المذيب السائل. هذا مهم بشكل خاص عندما تحتوي مياه الصرف الصحي على مكونات النيتروجين والفوسفور. كانت مياه الصرف الصحي هذه تطرد مباشرة إلى المحيطات ، لكن هذا أدى إلى النمو المفرط للطحالب ، والتي تسمى التخثث ، والتي بدورها ألحقت أضرارا بالغة بالنظم البيئية الطبيعية. لقد شاهدت للتو مقدمة جوف لامتصاص الغاز.</div><div class = "chapter_text" id = "script_5">يجب أن تفهم الآن كيف يزيل ممتص الغاز الشوائب من تيار الغاز ، وكيفية تشغيل ممتص الغاز في المختبر ، وكيفية تحليل البيانات لفهم الفصل. شكرا للمشاهدة! </div>

كان الهدف من هذه التجربة هو استخدام عوامل معدل تدفق الغاز ومعدل تدفق المياه وتركيز ثاني أكسيد الكربون لتحديد معامل نقل الكتلة الكلي في ممتص الغاز. استخدمت التجربة عمود امتصاص غاز التدفق المعاكس للماء GUNT CE 400 معبأ عشوائيا. ثماني أشواط مع معدلين مختلفين لتدفق الغاز ، ومعدلات تدفق السائل ، وتركيزات ثاني أكسيد الكربون. تم أخذ ضغوط جزئية من أسفل ووسط وأعلى وحدة العمود ، ثم تم استخدام هذه الضغوط لإيجاد معامل نقل الكتلة.
في ظل ظروف التشغيل هذه ، كان لمعدل تدفق السائل فقط تأثير إحصائي كبير على نقل...

ممتص الغاز

المصدر: مايكل جي بينتون و <a href="https://www.jove.com/author/Kerry+M._Dooley"> كيري إم دولي </a> ، قسم الهندسة الكيميائية ، جامعة ولاية لويزيانا ، باتون روج ، لوس أنجلوس 
تستخدم ممتصات الغاز لإزالة الملوثات من تيارات الغاز. يتم استخدام تصميمات متعددة لتحقيق هذا الهدف1. يستخدم عمود السرير المعبأ تيارات الغاز والسائل التي تتعارض مع بعضها البعض في عمود مليء بمواد التعبئة السائبة ، مثل السيراميك والمعادن والبلاستيك ، أو التعبئة الهيكلية1 . يستخدم السرير المعبأ مساحة السطح التي تم إنشاؤها بواسطة العبوة لإنشاء أقصى قدر من الاتصال الفعال بين المرحلتين1. الأنظمة منخفضة الصيانة ويمكنها التعامل مع المواد المسببة للتآكل بمعدلات نقل كتلة عالية 1 . أعمدة الرش هي نوع آخر من الامتصاص ، والذي يستخدم اتصالا مباشرا مستمرا بين المرحلتين ، حيث يتحرك الغاز لأعلى ويتم رش السائل لأسفل في تدفق الغاز1. يحتوي هذا النظام على مرحلة واحدة فقط ومعدلات نقل كتلة ضعيفة ، ولكنه فعال جدا للمواد المذابة ذات الذوبان السائل العالي 1 . 
الهدف من هذه التجربة هو تحديد كيفية تأثير المتغيرات بما في ذلك معدل تدفق الغاز ومعدل تدفق المياه وتركيز ثاني أكسيد الكربون على معامل نقل الكتلة الكلي في ممتص الغاز. يتيح فهم كيفية تأثير هذه المعلمات على إزالة CO2 إزالة الملوثات تحسين. تستخدم التجربة عمود امتصاص غاز تدفق عكسي للمياه معبأ عشوائيا. تم استخدام ثمانية أشواط مع معدلي تدفق غاز مختلفين ، ومعدلات تدفق السائل ، وتركيزات ثاني أكسيد الكربون 2 . خلال كل جولة ، تم أخذ الضغوط الجزئية من أسفل ووسط وأعلى وحدة العمود ، وتم حساب الضغوط الجزئية للتوازن. ثم تم استخدام هذه الضغوط لإيجاد معامل نقل الكتلة ، وتمت مقارنة معاملات نقل الكتلة بالقيم النظرية.

تم أخذ ضغوط جزئية من كل تجربة تجريبية. تم حساب معاملات نقل الكتلة من هذه ومقارنة بالقيم المتوقعة ( الشكل 2 ). تنشأ القيم المتوقعة من خط التشغيل المحسوب للامتصاص (انظر المرجع 2 للحصول على مناقشة متعمقة لخط التشغيل). تمثل الخطوط الصلبة القيم المحسوبة باستخدام خط التشغيل ، بينما تمثل المثلثات قيم معامل نقل الكتلة التجريبية. تم رسم فترات الثقة لقيم النموذج ومتوسط معامل نقل الكتلة بخطوط متقطعة. تمت مقارنة هذه القيم لتحديد كيفية تأثير المعلمات التجريبية (معدل تدفق ...

Source: Michael G. Benton and Kerry M. Dooley, Department of Chemical Engineering, Louisiana State University, Baton Rouge, LA
Gas absorbers are used to ...

تستخدم امتصاص الغاز لإزالة الملوثات من تيارات الغاز ، مثل غاز الفلو من العادم. يستخدم ممتص الغاز عمودا يحتوي غالبا على مواد تعبئة عشوائية أو منظمة. تستخدم ممتصات السرير المعبأة تيارات الغاز والسائل التي تتدفق التيار المضاد لبعضها البعض. يتم امتصاص الغاز الملوث في التيار السائل ، مما يؤدي إلى تقليل الملوثات في غاز الخروج. تعتمد عملية الامتصاص بشكل كبير على معلمات التشغيل ، والتي يجب دراستها من أجل تحسين العملية. هنا ، سوف نحقق في امتصاص ثاني أكسيد الكربون في الماء ، ونفحص كيف تؤثر معلمات التشغيل على فصل النظام وكفاءته. تستخدم وحدة امتصاص الغاز ملامسة مذيب سائل لإزالة المادة من خليط الغاز. تنتقل الكتلة من خليط الغاز إلى المذيب ، مع اقتراب المرحلتين من التوازن. ثم يحدث فصل الطور السائل الغازي. يظهر هنا توازن المواد الكلي للامتصاص ، حيث V و L هما معدلات تدفق البخار والسائل على التوالي ، وبالتالي فإن توازن المواد المكونة للمكون الممتص A يشتمل على جزء الخلد A في الطور البخاري والسائل. معامل نقل الكتلة الكلي هو المعدل الذي ينتقل به تركيز نوع واحد من سائل إلى آخر. هنا ، KG هو معامل نقل الكتلة الكلي ، و PAG هو الضغط الجزئي للغاز الذي يتم امتصاصه ، و P star A هو ضغط التوازن من قانون هنري ، و A هي المنطقة الفعالة لنقل الكتلة ، و Z هو ارتفاع التعبئة ، و GS هو معدل التدفق المولي للغاز لكل مقطع عرضي للعمود. يعتمد نقل الكتلة على معاملات نقل الكتلة في كل مرحلة ، ومقدار المساحة البينية المتوفرة في الممتص. يتم تطبيق قانون هنري وقانون راؤول لحساب الضغوط الجزئية في التوازن مع تركيزات الطور السائل. في التجربة التالية ، سيتم استخدام ممتص غاز عمود معبأ لامتصاص ثاني أكسيد الكربون من تيار غاز إلى الماء. يدخل تيارات الغاز والماء إلى العمود من الأسفل والأعلى على التوالي ، مما يتيح التدفق العاكس. يتم التحكم في تكوين ثاني أكسيد الكربون عند المدخل باستخدام صمامات ثاني أكسيد الكربون والهواء. ثم يتم قياس تركيز ثاني أكسيد الكربون في المخرج. والآن بعد أن ناقشنا أساسيات امتصاص الغاز، دعونا نلقي نظرة على كيفية تشغيل الجهاز في المختبر. المعدات المستخدمة في هذا العرض التوضيحي عبارة عن عمود امتصاص غاز معبأ للتدفق المعاكس. العمود مليء بسروج بيرل سعة 13 مليلتر على عمق سرير 34 سم. تسمح الصمامات الموجودة عند مدخل وخروج العمود للغاز بالخروج ، بينما يتم استخدام مطياف الأشعة تحت الحمراء لقياس الضغوط الجزئية لثاني أكسيد الكربون2 في الطور الغازي. لبدء التجربة ، قم بتشغيل المفتاح الرئيسي ، ثم أغلق الصمام المستخدم للتحكم في كمية الماء في العمود. افتح صمام تدفق الهواء تماما وافتح صمام الضبط لضغط العمود. اضبط معدل تدفق الهواء على المستوى المطلوب. استخدم ما لا يقل عن 30 لترا في الدقيقة ، ثم قم بزيادتها حسب الرغبة. اضبط ضغط العمود على حوالي 0.5 بار باستخدام صمام ضبط الضغط. بعد ذلك ، اضبط معدل تدفق ثاني أكسيد الكربون بدءا من حوالي أربعة لترات في الدقيقة ، ثم اضبط معدل تدفق المياه ، بدءا من حوالي أربعة لترات في الدقيقة. اضبط تدفق المياه طوال التجربة للحفاظ على مستوى ماء ثابت في الخزان. قم بأخذ عينات من تركيز ثاني أكسيد الكربون وقياسه حسب الرغبة في قاعدة العمود ومركزه ورأسه باستخدام مقاييس الضغط المضمنة. كرر التجربة عن طريق إجراء ثمانية أشواط. استخدم معدلي تدفق غاز مختلفين ، ومعدلات تدفق السائل ، وتركيزات ثاني أكسيد الكربون ، مما يتيح تحديد أهم المتغيرات في النظام. تأكد من السماح للنظام بتحقيق حالة ثابتة كلما تم تغيير معدل التدفق. والآن بعد أن أوضحنا كيفية امتصاص الغاز، دعونا نلقي نظرة على النتائج. أولا ، احسب الضغوط الجزئية والضغوط الجزئية للتوازن لكل شوط ، ثم استخدم الضغوط الجزئية لحساب معاملات نقل الكتلة. تظهر القيم المحسوبة هنا على شكل مثلثات ، بينما تنشأ القيم المتوقعة ، الموضحة على أنها الخط الثابت ، من حساب خطوط التشغيل والتوازن. تم رسم فترات الثقة لقيم النموذج ومتوسط معامل نقل الكتلة بخطوط متقطعة. لم يكن هناك انحراف بين القيم المتوقعة والفعلية ، مما يدل على أن العمود في حالة مستقرة مع توازن عند الواجهة بين المرحلتين السائلة والغازية. الآن ، دعونا نقارن معاملات نقل الكتلة في نفس ظروف التشغيل. أظهرت القيم النظرية ، الموضحة على شكل خطين أخضر وأزرق ، اتجاهات مماثلة للبيانات التجريبية. سواء كان معدل الغاز مرتفعا أو منخفضا ، فإن النموذج والتجربة يتصرفان بنفس الطريقة ، مما يدل على أن معدل تدفق الغاز كان له تأثير ضئيل أو معدوم على معامل نقل الكتلة في النطاقات التي تم فحصها. أخيرا ، دعنا نلقي نظرة على بعض تطبيقات هذه التكنولوجيا في الصناعة. ممتصات السرير المعبأة هي أكثر المعدات شيوعا المستخدمة في التحكم في تلوث الهواء. في هذه الحالات ، غالبا ما تسمى امتصاص الغاز أجهزة تنقية الغاز. تستخدم أجهزة تنقية الغاز لإزالة الأبخرة المسببة للتآكل مثل حمض الكبريتيك وحمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك من الغازات الصناعية وفتحات التهوية من المصانع الكيماوية ومصافي النفط ومصانع اللب والورق. تسمى عملية إزالة الغاز الممتص من المذيب بالتجريد. غالبا ما تستخدم أدوات الشرائط جنبا إلى جنب مع الماصات من أجل استعادة الغاز الممتص وإعادة تدوير المذيب السائل. هذا مهم بشكل خاص عندما تحتوي مياه الصرف الصحي على مكونات النيتروجين والفوسفور. كانت مياه الصرف الصحي هذه تطرد مباشرة إلى المحيطات ، لكن هذا أدى إلى النمو المفرط للطحالب ، والتي تسمى التخثث ، والتي بدورها ألحقت أضرارا بالغة بالنظم البيئية الطبيعية. لقد شاهدت للتو مقدمة جوف لامتصاص الغاز. يجب أن تفهم الآن كيف يزيل ممتص الغاز الشوائب من تيار الغاز ، وكيفية تشغيل ممتص الغاز في المختبر ، وكيفية تحليل البيانات لفهم الفصل. شكرا للمشاهدة!

Education

JoVE Science Education

Engineering

الهندسة

Chemical Engineering

الهندسة الكيميائية

Gas Absorber

gas absorber column mass transfer

Gas absorbers remove contaminants from gas streams, and this page focuses on how a packed counter-flow column works. In this setup, the gas and liquid move in opposite directions. The column is filled with random packing that helps the two phases make efficient contact.

Packed bed absorbers can use loose packing made from ceramics, metals, or plastics. Structured packing can also be used. The large surface area from the packing supports high mass transfer rates, and these systems are low maintenance. They can also handle corrosive materials well.

Spray columns are another absorber design. In a spray column, gas moves upward while liquid is sprayed downward into the gas flow. This type has only one stage and poor mass transfer rates, but it works well for solutes with high liquid solubility.

The experiment measures how gas flow rate, water flow rate, and carbon dioxide concentration affect the overall mass transfer coefficient in a gas absorber. Eight runs are completed with two gas flow rates, two liquid flow rates, and two CO2 concentrations. During each run, partial pressures are measured at the bottom, middle, and top of the column, then equilibrium partial pressures are calculated.

These pressure values are used to determine the mass transfer coefficient. The measured coefficients are then compared with theoretical values. This helps show how CO2 removal can be optimized in a gas absorption column.

Gas Absorber Column Mass Transfer

testing the heat transfer efficiency of a finned-tube heat exchanger

testing-the-heat-transfer-efficiency-of-a-finned-tube-heat-exchanger

Finned-Tube Heat Exchanger Flow Testing

Heat exchangers move heat from one fluid to another. Shell and tube exchangers and plate exchangers are two common types. In a shell and tube exchanger, one fluid flows through a set of tubes while a second fluid flows around them to cool or heat the first stream. In a plate heat exchanger, fluids move between closely joined plates with a small gap between each plate. Because plate exchangers have a large surface area, they are usually more efficient. This experiment studies a finned-tube heat...

using a tray dryer to investigate convective and conductive heat transfer

using-tray-dryer-to-investigate-convective-conductive-heat

Tray Dryer Study of Heat and Mass Transfer

Tray dryers are used in many industrial processes to remove water from solids. They do this by moving heat through the material. Dryers can use different heat transfer methods. Adiabatic dryers rely on convection, which is heat transfer by moving gas, and direct contact with gases. Non-adiabatic dryers use other methods, including conduction, radiation, and radio frequency drying. Dryers may also run as batch processes or as continuous systems. In a batch process, a set amount of material is...

viscosity of propylene glycol solutions

Propylene Glycol Flow and Viscometer Tests

In this experiment, a Cannon-Fenske viscometer measures the viscosities of several propylene glycol solutions. The goal is to determine the relationship between viscosity and composition.

porosimetry of a silica alumina powder

Nitrogen Adsorption for Pore Analysis

Nitrogen adsorption and desorption are used to measure the surface area and pore size distribution of a porous solid. These two properties help show how well a material can adsorb molecules or support catalytic activity. For adsorbent and catalyst manufacturers, surface area and pore size distribution are important quality control measures. They also help identify when a product is reaching the end of its useful life. In a porous solid, the surface area is closely tied to how much material it...

demonstration of the power law model through extrusion

demonstration-of-the-power-law-model-through-extrusion

Polymer Extrusion and Flow Behavior

Polymer extrusion turns heated thermoplastic material into simple shapes such as pellets, sheets, or pipe. An extruder melts the solid feed, moves it forward, and builds pressure as the material flows through the die. Polyolefins are among the most common polymers used for this process. This experiment uses a simple lab extruder to test how operating conditions affect polymer output and pressure drop. The feed may also include non-polymeric materials. The same setup can be used to study...

gas absorber

Gas absorbers remove contaminants from gas streams, and this page focuses on how a packed counter-flow column works. In this setup, the gas and liquid move in opposite directions. The column is filled with random packing that helps the two phases make efficient contact. Packed bed absorbers can use loose packing made from ceramics, metals, or plastics. Structured packing can also be used. The large surface area from the packing supports high mass transfer rates, and these systems are low...

vapor-liquid equilibrium

Using Vapor-Liquid Data in Distillation

Vapor-liquid equilibrium helps explain how liquid mixtures separate in distillation. Distillation is a process that separates liquids by their boiling point. A liquid mixture is fed into a distillation unit or column and then boiled. As the mixture heats, the component with the lower boiling point forms vapor more easily. That vapor rises through the column, while the other liquid stays behind and drains through the unit. Vapor-liquid equilibrium data helps predict this split and shows how a...

the effect of reflux ratio on tray distillation efficiency

the-effect-of-reflux-ratio-on-tray-distillation-efficiency

Measuring Tray Performance in Distillation

Tray distillation is used to separate liquid mixtures with a column that contains trays or packed sections. This experiment focuses on a sieve tray column, which uses trays with holes in a support plate to create a large contact area between liquid and vapor. The mixture being separated contains methanol, isopropanol, and water. The Tray Distillation Unit starts in total reflux mode. After a steady reflux drum level is reached, the system is switched to finite reflux mode. The bottoms,...

efficiency of liquid-liquid extraction

Water Extraction in a York-Scheibel Column

Liquid-liquid extraction uses two immiscible or partly miscible liquids to separate a solute by solubility differences. The feed and solvent are mixed, then separated so the solute moves from the feed into the solvent. The solvent-rich stream leaving the unit is the extract, and the solute-poor stream is the raffinate. This separation is often used instead of distillation when the compounds have very similar relative volatility. It is also useful when one or more mixture components are...

liquid phase reactor: sucrose inversion

Packed Bed Kinetics of Sucrose Inversion

Packed bed reactors can be used to study the kinetics of sucrose inversion. In this liquid-phase reaction, sucrose is converted into glucose (dextrose) and fructose while a solid catalyst helps drive the process. Batch and continuous flow reactors are both used in catalytic chemistry. Packed beds use a solid catalyst with continuous flow, and they are the most common reactor setup. Without a large recycle stream, packed bed reactors are usually modeled as plug flow. The other common continuous...

crystallization of salicylic acid via chemical modification

crystallization-of-salicylic-acid-via-chemical-modification

Salicylic Acid Crystal Growth by pH Swing

Salicylic acid crystal growth by pH swing uses a chemical change to make solid salicylic acid form from solution. This crystallization method is common in biochemical processing, where scientists separate solids from liquids or large molecules from small ones. Crystallization is especially important in pharmaceutical, chemical, and food processing industries because it handles large amounts of material. Crystal shape and crystal size matter in process economics. They can affect later steps...

single and two-phase flow in a packed bed reactor

single-and-two-phase-flow-in-a-packed-bed-reactor

Tracing Flow Patterns in Packed Bed Reactors

Packed bed reactors can show uneven flow patterns in both single-phase and two-phase systems. This experiment examines that maldistribution and how it changes pressure drop across the bed. It also uses tracers to connect residence time distribution and dispersion to the way fluid moves through the packing. In single-phase flow, channeling can develop along the walls or through a larger part of the bed cross-section. In two-phase flow, channeling can arise from more complex causes. Simple...

kinetics of addition polymerization to polydimethylsiloxane

kinetics-of-addition-polymerization-to-polydimethylsiloxane

Polymer Viscosity and Molecular Weight

Polymers are long molecules made of repeating monomer units that are chemically bonded together. Their properties depend on chemical structure, molecular weight, and degree of polymerization. The polymer industry makes many raw materials that are used in commercial products. This experiment uses an addition polymerization reaction to make polydimethylsiloxane. The product is then evaluated to show how viscosity can help determine polymer molecular weight. It also examines how molecular weight...

catalytic reactor: hydrogenation of ethylene

catalytic-reactor-hydrogenation-of-ethylene

Ethylene to Ethane Catalyst Kinetics

Ethylene hydrogenation is a catalyst kinetics experiment that converts ethylene (C2H4) into ethane (C2H6). It is often used as a model reduction reaction for testing new metal catalysts. In this study, supported nickel is used. It is not the most active catalyst for this reaction, but it works well enough for the reaction to occur below 200°C. The reaction happens on a metal surface. Hydrogen gas first dissociates, which means it splits into hydrogen atoms. Ethylene also adsorbs, or sticks, to...

evaluating the heat transfer of a spin-and-chill

evaluating-the-heat-transfer-of-a-spin-and-chill

Spin-and-Chill Cooling Test for Soft Drinks

The Spin-and-Chill experiment tests how fast a soft drink cools when a can or bottle is spun at high speed. It uses heat transfer and fluid flow ideas to study why rotation can chill a beverage from room temperature to 38 °F in as little as 2 min. The setup can cool much faster than a refrigerator, which takes about 240 min for the same temperature change. It is also faster than an ice chest, which takes about 40 min. Spinning the container at up to 500 rpm creates little or no foaming, so the...

chemical engineering

This collection explains fundamental concepts in chemical engineering using an experimental approach and it presents necessary operating procedures of various apparatuses such as the tray dryer and the viscometer.


Study how a packed gas absorber removes CO2, how flow rates change mass transfer, and how measured coefficients compare with theory.

Gas Absorber Column Mass Transfer

Description

Transcript