气液平衡釜是一种用于研究气液两相在特定条件下平衡关系的实验装置,主要用于测定二元或多元混合物的气液平衡参数,为精馏、吸收、萃取等单元操作提供基础数据。以下是关于气液平衡釜的详细介绍:
气液平衡釜通过密闭容器精确控制温度与压力,使气相和液相在动态循环中达到化学位或逸度相等的平衡状态。此时,气体溶解速率与液体中气体逸出速率相等,可通过测量浓度、压力等参数确定平衡点。加热 / 冷却系统驱动温度变化,搅拌促进气液接触,以加快平衡的建立。
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常见结构部件:一般设有温度计套管、液相取样口、加料口和汽相冷凝液回流管等。部分气液平衡釜内还设有加热盘管,加热盘管的导热油出口和进口设置在釜外部,釜的底部设有磁力搅拌器,以保证原料液受热均匀,避免爆沸现象的发生。
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不同类型结构特点:气液平衡研究常用的测定装置有 Ellis 釜和 Rose 釜等。Ellis 釜结构较完善,但相对复杂,保温困难;Rose 釜结构紧凑,易实现较好的保温。新型的气液平衡釜则在这些传统釜的基础上进行了改进,如简化除沫挡板结构,使用微型可拆卸不锈钢取样头替代汽相、液相集液器,将加热源移到气升管下部,增加磁力搅拌子,改用铝锭保温器等,以提高性能。
用于测定二元或多元混合物的气液平衡参数,通过测量气相和液相温度来判定是否平衡,分别取气相和液相样由色谱检测含量,通过拉乌尔定律可得到 K 值,由一系列 K 值作图,可得到不同浓度下的气液平衡数据。
广泛应用于化学工程、材料科学、环境科学等领域,对于研究物质的相平衡、热力学性质以及过程设计等方面具有重要意义。