有害气体治理工程实验讲义

1、1有害气体治理工程实验讲义目录实验一实验二实验三实验四实验五实验六实验七实验一烟气温度、压力、含湿量、流速及流量的测定 烟气中二氧化硫浓度的测定 碱液吸收气体中的二氧化硫 吸附法净化气体中的氮氧化物 活性炭吸附法净化 VOCs废气湍球塔吸收法烟气脱硫实验 循环流化床吸收法烟气脱硫实验 烟气温度、压力、含湿量、流速及流量的测定1321263033一、实验目的和意义大气污染物主要来源于工业污染源，工业污染源烟气参数的测试是大气污染源监测的主 要内容之一。烟气的温度、压力、含湿量是计算烟气流速、流量等烟气参数的主要因素。而 烟气参数在环境影响评价、 验证污染物的排放是否达标、 检验空气净化设备的净化

2、效率是否 达到设计要求等方面是不可缺少的。通过该实验要达到以下目的。1了解测量烟气温度、压力、含湿量等参数的原理，学会测量各参数的方法。2掌握各种测量仪器的使用方法及注意事项。3掌握各种烟气参数的计算方法。二、实验原理1 测温原理(称为工作热电偶温度计，是将两根不同的金属导线连成一个闭路。当两接点处于不同温度环境 中 时，便产生热电势，两接点的温差越大，热电势越大。如果热电偶一个接点的温度保持 恒定 (称为自由端 )，则热电偶产生的热电势大小便完全决定于另一个接点的温度端)， 用测温毫伏计或数字式温度计测出热电偶的热电势就可以得到工作端处的烟气温度。2测压原理倾斜压力计是由一个截面面积较大的容

3、器和一个截面面积小得多的斜玻璃管联通而组 成，以酒精作为测压液体，当与毕托管连接时，将斜管中液面高度差换算后可得到烟道 动压。3含湿量测定原理蒸八、烟气含湿量测定方法有 3 种。(1) 重量法从烟道中抽出一定体积的烟气，使之通过装有吸湿剂的吸湿管，烟气中水气被吸湿剂吸收，吸湿管的增重即为已知体积烟气中含有的水汽量。(2) 冷凝法从烟道中抽取一定体积的烟气， 使之通过冷凝管， 根据冷凝出来的水量加。从冷凝管排出的饱和气体含有的水蒸气量，来确定烟气的含湿量。(3) 干湿球法将烟气以一定速度通过干、湿球温度计，待温度计温度读数稳定后，根干、湿球温度计的读数来确定烟气中的水汽量。三、实验仪器设备、药品

4、(1)热电偶 (EFZ 一 0 型) 1 支；(2) 测温毫伏计(ETZ 020型)1个；(3) S 形毕托管 1 支；(4) 倾斜微压计或倾斜压力计(YYT 200型)I 台;(5) U 形压力计 1 个；(6) 转子流量计(35L min ) 1 个；抽气泵 (CLK一 I型)1台；(8)温度计、干湿球温度计(DHM 一 2 型 ) 各 1 支；(9)酒精 (分析纯 ) l 瓶。四、实验方法及步骤1 采样位置的选择 正确选择采样位置和确定采样点的数目， 对采集有代表性的并符合测定要求的样品是非常重 要的。 采样位置应取气流平稳的管段， 原则上避免弯头部分和断面形状急剧变化的部分， 与 其距

5、离最好大于管道直径的 5 倍，至少是管道直径的1 5倍以上，同时要求管道中气流速度在5m s 以上。而采样孔和采样点的位置主要根据管道的断面的形状及面积大小而定。下面说明不同形状管道采样点的布置。( 1 )圆形管道采样点分布如图 2-5-1 。将管道的断面划分为适当数目的等面积同心圆环，4 个测点， 4 个测点位于所分的等面积圆环数由管道的直径大小而定，一般可按表 1 -1 的规则确定。当管道的直径 大于 5m 时，应按每个圆环面积不超过 lm 划分。在每个圆环中设 相互垂直的两直径上的该圆环面积的二等分处。表 1-1 圆形管道等面积圆环数和测点数的确定管道直径 /m 圆环数 测点数 管道直径

6、 /m 圆环数 测点数1 12 122 3 4 8 8 12 2 33 5 3 44 6 12 1616 20(2)矩形烟道 将烟道断面分为等面积的矩形小块，各块中心即采样点， 见图2-5-2。2-5-2 矩形烟道采样点分布图 不同面积矩形烟道等面积小块数见表 1-2表 1-2 矩形烟道的分块和测点数 烟道截面积 /m2 等面积分块数 测点数 小矩形最大边长 /m Na2S03+H20Na2C03+S0A Na2S03+C02Na2S03+S02+H20 2NaHS03实验过程中通过测定填料吸收塔进出口气体中 SO2 的含量,即可近似计算出吸收塔的平均 净化效率，进而了解吸收效果。气体中SO2

7、含量的测定可采用碘量法或 SO2测定仪。实验中通过测出填料塔进出口气体的全压,即可计算出填料塔的压降；若填料塔的进出口管道直径相等，用 U形管压差计测出其静压差即可求出压降。对于碱液吸收SO2的化学吸收体系,还可通过实验测出体积吸收系数。三、实验装置、流程仪器设备和试剂1 实验装置、流程 实验装置流程如图 2-17-1 所示 吸收液从高位液槽通过转子流量计, 由填料塔上部经喷淋装置喷入塔内, 流经填料表面由塔 下部排出, 进入受液槽。 空气由空压机经缓冲罐后, 通过转子流量计进入混合缓冲器, 并与SO2气体相混合，配制成一定浓度的混合气。SO2来自钢瓶，并经毛细管流量计计量舌进入混合缓冲器。含

8、 SO2 的空气从塔底进气口进入填料塔内,通过填料层后,气体经除雾器后 由塔顶排出。2,实验仪器设备空压机 压力 3kg/ cm2(294kPa),气量 3.6m3/ h l 台;(1)2)3)4)5)6)7)8)9)10)11)12)13)14)15)16)17)18)19)或综合烟气分析仪液体SO2钢瓶1瓶；填料塔 (D= 70mm) (H= 650mm) l 台；填料(片58mm瓷环)若干；大气污染控制工程实践教程 泵 (扬程 3m) (流量 400 Lh) l 台；缓冲罐 (容积 lm3) 1 个；高位槽 (500mm*400mm*600mm)1 个；混合缓冲槽 (0.5m3) 1 个

9、；受液槽 (500mm*400mm*600mm)1 个；转子流量计 (水) (10100 L hLZB 1 0) 1 个 转子流量计 (气) (440m3hLZB-40) 1 个； 细管流量计 (0.1 0.3mm) 1 个； U 形管压力计 (200mm) 3 只；压力表 (0 3kg cm2) 1 只；温度计 (0100C ) 2支； 空盒式大气压力计 1 只； 玻璃筛板吸收瓶 (125mL) 20 个； 锥形瓶 (250mL) 20 个；烟气测试仪 (采样用 ) (YQI 型) 2 台；(英国 KM9106) 2 台。3试剂(1) 采样吸收液：取 11g 氨基磺酸铵， 7g 硫酸铵，加入

10、少量水，搅拌使其溶解，继续加水至 lOOOmL,以硫酸c(H2S04); 0.05mol/L和氨水正 c(NH3?H20)= O.lmol/L调节 pH 至 5.4。 碘贮备液c(I2)=0.05mol / L：称取12.7g碘放人烧杯中，加入40g碘化钾，力口 25mL水， 搅拌至全部溶解后，用水稀释至1L，贮于棕色试剂瓶中。标定：准确吸取 25mL碘贮备液，以硫代硫酸钠溶液c(Na2S2O3)= 0.1mol /L滴定，溶液由红棕色变为淡黄色后，加 5mL 5淀粉溶液， 继续用硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色恰好消失为止，记下滴定用量，则： 式中c(I2)碘溶液的实际浓度，mol / L;c(Na

11、2S203)硫代硫酸钠溶液实际浓度，mol / L;V消耗硫代硫酸钠溶液的体积，mLo(3)碘溶液c(I2) = 0.005mol / L：准确吸取 l00mL 碘贮备液c(I2) = 0.05m01 / L于 1000mL 容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，贮存于棕色瓶内。保存于暗处。硫代硫酸钠溶液c(Na2S2O3)= 0.1mol /L：取26g硫代硫酸钠(Na2S203?5H2O)和0.2g 无水碳酸钠溶于 1000mL 新煮沸并冷却了的水中，加 10mL 异戊醇，充分混匀，贮于棕色瓶 中。放置3天后进行标定。若浑浊，应过滤。标定：将碘酸钾(优级纯)于 120140 C干燥1.52h，在

12、干燥器中冷却至室温。称取0.91.1g(准确至0.1mg)溶于水，移入250mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。吸取25mL此溶液， 于250mL碘量瓶中，加2g碘化钾，溶解后，加10mL盐酸c(HCI)= 2mol/ L溶液，轻轻摇匀。 于暗处放置5分钟，加75mL水，以硫代硫酸钠溶液，c(Na2S2O3)=0.1mol/L滴定。至溶液 为淡黄色后，加 5mL 淀粉溶液，继续用硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色恰好消失为止，记下消 耗量 (V)。另外取 25mL 蒸馏水，以同样的条件进行空白滴定，记下消耗量(V)。硫代硫酸钠溶液浓度可用下式计算。式中c(Na2S2O3)硫代硫酸钠溶液实际物质的量浓度，mo

13、l / L;W碘酸钾的质量，g;V滴顶点消耗的硫代硫酸钠溶液体积，mL:mL；Vo滴定空白溶液消耗的硫代硫酸钠溶液的体积，214 碘酸钾相对分子质量。1 个月 ) 。溶于 0.1m.3 水中。作为吸收系统的吸(5) 0.5淀粉溶液：取 0.5g 可溶性淀粉，用少量水调成糊状，倒入 100mL 煮沸的饱和氯化 钠溶液中，继续煮沸直至溶液澄清 (放置时间不能超过(6) 5烧碱或纯碱溶液：称取工业用烧碱或纯碱5kg，收液。关严吸收塔的进气阀，打开缓冲5的碱溶液。50mL。四、实验方法和步骤 1按图 2-17-l 正确连接实验装置，并检查系统是否漏气。罐上的放空阀，并在高位液槽中注入配置好的 2在玻璃

14、筛板吸收瓶内装入采样用的吸收液3打开吸收塔的进液阀，并调节液体流量，使液体均匀喷淋，并沿填料表面缓慢流下，以 充分润湿填料表面，当液体由塔底流出后，将液体流量调节至35L/h 左右。4开启空压机，逐渐关小放空阀，并逐渐打开吸收塔的进气阀。调节气体流量，使塔内出 现液泛。仔细观察此时的气液接触状况，并记录下液泛时的气速(由气体流量计算 )。5逐渐减小气体流量，在液泛现象消失后。即在接近液泛现象，吸收塔能正常工作时， 开启S02气瓶，并调节其流量，使气体中S02的含量为0.1 %0.5% （体积分数）。6经数分钟，待塔内操作完全稳定后，按表2172的要求开始测量并记录有关数据。7，在吸收塔的上下取

15、样口用烟气测试仪（或综合烟气分析仪 ）同时采样。采样时，先将装入吸收液的吸收瓶放在烟气测试仪的金属架上。吸收瓶上和玻璃筛板相连的接口与取样口相连；吸收瓶上另一接口与烟气测试仪的进气口相连（注意：不能接反 ）。然后，开启烟气测试仪，以0. 5L/min的采样流量采样 510min（视气体中SO2浓度大小而定）。取样2次。 &在液体流量不变，并保持气体中SO2浓度在大致相同的情况下，改变气体的流量，按上述方法，测取 4 5 组数据。9 实验完毕后，先关掉 SO2：气瓶，待12min后再停止供液，最后停止鼓人空气。10.样品分析。将采过样的吸收瓶内的吸收液倒人锥形瓶中，并用15mL吸收液洗涤吸收瓶2

16、次，洗涤液并人锥形瓶中， 加5mL淀粉溶液，以碘溶液c（l2）。= 0.005mol / L滴定至蓝色， 记下消耗量（y）。另取相同体积的吸收液，进行空白滴定，记下消耗量（Vo），并将结果填人表2-17-l 中。11 .按表 2-17-3 要求的项目进行有关计算。五、实验数据的记录和处理1 .实验数据的处理（1）由样品分析数据计算标准状态下气体中SO2的浓度。式中标准状态下SO2浓度，mg/m3 ;mol/L ；mL；mL；L。c（l2） 碘溶液物质的量浓度， 滴定样品消耗碘溶液的体积， 滴定空白消耗碘溶液的体积， 64 SO2的相对分子质量； 标准状态下的采样体积， 可用下式计算。式中q m

17、样流量，L/ min;K； kPa；T样时间， min ;Tm 流量计前气体的绝对温度， pm 流量计前气体的压力， Ba 当地大气压力，kPa。（2）吸收塔的平均净化效率 （吁）可由下式近似求出。SO2的质量浓度，mg / m3;SO2的质量浓度， mg/m3。Pa；Pa。式中C1标准状态下吸收塔人口处气体中 C2标准状态下吸收塔出口处气体中（3）吸收塔压降（ p）计算。尸 p1 - p2式中 pl 吸收塔人口处气体的全压或静压， p2吸收塔出口处气体的全压或静压，气体中SO的分压（pso：）的计算。式中P 准状态下气体中 SO2的质量浓度，mg/m3 ; 32 SO2的相对分子质量；p 气

18、体的总压， Pa。(5) 体积吸收系数的计算 以浓度差为推动力的体积吸收系数(Kar)可通过下式计算。式中Q通过填料塔的气体量，kmol/ h;h 填料层高度， m；A填料塔的截面积，m2;y1、y2进出填料塔气体中 SO2的摩尔分数; ym:寸数平均推动力。S02平衡浓度y*对于碱液吸收 S02系统，其吸收反应为极快不可逆反应，吸收液面上 可看做零。则对数平均推动力(ym )可表示为由于实验气体中 S02浓度较低，则摩尔分数 y1、y2可用下式表示。式中PA1、pA2进出塔气体中 SO2的分压力，Pa；P 吸收塔气体的平均压力，Pa。将式(2-17-8)和式(2-17-9)代入式 (2-17

19、-6)中，可得到以分压差为推动力的体积吸 收系数(KGa的计算式。2 .将实验测得数据和计算的结果等填入表3-1表3-3中。实验时间 年 月 日实验小组人员大气压力 kPa室温 C液泛气速ms3根据实验结果，以空塔气速为横坐标，分别以吸收效率和压降为纵坐标，绘出曲线。表 3-1 气体浓度测定记录表测定次数 空塔气速V /(m/s) I2浓度塔前塔后净化效率n /%标准状态下采样体积 VNd/L样品耗I2液V/mL空白耗I2液VO/mL标准状态下 SO2浓度/ (mg/m3 )标准状态下采样体积 VNd/L 样品耗 I2 液 V/mL 空白耗 I2 液 V0/mL 标准状态下 S02 浓度 /(

20、 mg/m3 ) 表 3-2 实验系统测定结果记录表 测定次数 液体流量 /(L/ min) 空气流量 S02 流量 气体状态 标准状态下气体中 S02 浓度 填料层高度 h/m 塔截面积A/m2压降体积流量/(L/min) 摩尔流量 Q/( kmol/s) 体积流量/(L/min) 体积流量/(L/min) 塔前 塔后 塔前 塔后温度t1/ C压力p1/ Pa温度 C压力p2/ Pa质量浓度/(mg/m3) 分压力 pA1/ Pa 质量浓度 /(mg/m3) 分压力 pA2/ Pa表 3-3 实验结果汇总表测定次数液体流量/ (kmol/h )气体流量Q/ ( kmol/h )液气比空塔气速

21、v /(m塔内气体平均压力p/Pa体积吸收系数 KGa/(kmol?m-3?h-1?Pa-1)吸收效率n /%压降六、讨论 (讨论结果写入实验报告中 )1 从实验结果标绘出的曲线，你可以得出哪些结论?2通过该实验，你认为实验中还存在什么问题?应做哪些改进 ?3还有哪些比本实验中的脱硫方法更好的脱硫方法?实验四 吸附法净化气体中的氮氧化物一、实验目的和意义吸附法广泛应用于有机、石油化工等生产部门，成为不可缺少的分离手段，由于吸附过 程能有效地捕集浓度很低的有害物质， 在环境保护方面的应用越来越广泛。 活性炭吸附主要 用于大气污染、 水质污染和有害气体净化领域。 用活性炭净化氮氧化物废气是一种简便

22、、 有 效的方法，通过吸附剂的物理吸附性能和较大的比表面将废气中的气体分子吸附在吸附剂上， 经过一定时间， 吸附达到饱和， 通过使吸附质温度、 压力等吸附条件的改变， 使吸附质从吸 附剂中解析下来达到净化回收的目的，吸附剂解析后重复循环利用。本实验采用有机玻璃吸附塔、以活性炭作为吸附剂，通过模拟氮氧化物废气，得出吸附 净化效率、空塔气速和转效时间等数据。通过本实验应达到以下目的。深入理解吸附法净化有害废气的原理和特点； 掌握活性炭吸附法的工艺流程和吸附装置的特点； 训练工艺实验的操作技能，掌握主要仪器设备的安装和使用； 掌握活性炭吸附法中的样品分析和数据处理的技术。1234二、实验原理吸附是利

23、用多孔性固体吸附剂处理流体混合物， 使其中所含的一种或几种组分浓集在固体表 面，而与其他组分分开的过程。 产生吸附作用的力可以是分子间的引力， 也可以是表面分子 与气体分子的化学键力，前者称为物理吸附，后者则称为化学吸附。活性炭吸附气体中的氮氧化物是基于其较大的比表面和较高的物理吸附性能。 活性炭吸附氮 氧化物是可逆过程， 在一定温度和压力下达到吸附平衡， 而在高温、 减压下被吸附的氮氧化 物又被解吸出来，使活性炭得到再生而能重复使用。三、实验流程、仪器设备和试剂1实验流程实验装置流程如图 2-18-1 所示，主要包括酸气发生装置、吸附塔、尾气净化、真空泵及流 量计、冷凝器等部分组成。2仪器设

24、备(1)有机玻璃吸附塔( D=40mm，H=380mm ) 1 台；(3) 真空泵 (流量 30L/min ) 1 台； (3)气体转子流量计 (040Lmin) 1 个；(4)玻璃洗气瓶 (500mL) 2 个；(5)玻璃干燥瓶 (500mL) 2 个； (6)玻璃细口瓶 2 个；l 台；(7) 紫外分光光度计2 支；2 支；(8)电热器 1 台； (9)冷凝器 2 支； (10)双球玻璃氧化管(11)采样用注射器 (12)玻璃三通管 2 个； (13)玻璃四通管 1 个；(14)溶气瓶 (100mL) 20 个。3试剂(1) 活性炭；(2) 硝酸 (分析纯 ) 1 瓶；(3)10的 NaO

25、H 浓液；(3) 固体 NaOH (分析纯 ) 1瓶；(4) 铁屑或铜屑；(6)三氧化铬 (分析纯 ) l 瓶；(7)对氨基苯磺酸 ( 分析纯 ) l 瓶； (8)盐酸乙二胺 (分析纯 ) l 瓶； (9)冰醋酸 (分析纯 ) 1 瓶； (10)盐酸 (分析纯 ) 1 瓶； (11)亚硝酸钠 (分析纯 ) 1 瓶。四、实验方法及步骤1实验准备 (1)三氧化铬氧化管的制作筛取 2040 目砂子，用 (1+2)盐酸溶液浸泡一夜，用水洗至中性、烘干。把三氧化铬及砂子按质量比(1+20)混合，加少量水调匀，放在红外灯下或烘箱里于105C烘干，称取约 8g三氧化铬一砂子装入双球玻璃管，两端用少量脱脂棉塞

26、紧即可使用，使用前用乳胶管或用塑料管制的小帽将氧化管两端密封。(2)吸收液的配制 所用试剂均用不含亚硝酸根的重蒸蒸馏水配制， 即所配吸收液的吸光度 不超过 0.005 。配制时称取 5.0g 对氨基苯磺酸， 通过玻璃小漏斗直接加入 1000mL 容量瓶中， 加入 50mL 冰醋酸和 900mL 的混合溶液， 盖塞振摇使其溶解， 待对氨基苯磺酸完全溶解， 再 加入 0.050g 盐酸萘乙二胺溶解后，用水稀释至标线。此为吸收原液，贮于棕色瓶中，在冰 箱中可保存两个月， 保存时可用聚四氟乙烯生胶密封瓶口， 以防止空气与吸收液接触。 采样 时按 4 份吸收原液和 1 份水的比例混合。(3) 亚硝酸钠标

27、准溶液的配制称取0.1500g粒状亚硝酸钠(NaN02，预先在干燥器内放置24h 以上 )，溶解于水，移入 1000mL 容量瓶中，用水稀释至标线，此溶液每毫升含 l00.0 亚硝酸根 ( )，贮于棕色瓶保存在冰箱中， 可稳定 3 个月。临用前，吸取贮备液 容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含5. Oug亚硝酸根()。(4) 标准曲线的绘制 在 7 只 10mL 具塞比色管中分别准确加入 0、0.10、 O.3O、O.4O、O.5O、O.6OmL 亚硝酸钠标准溶液， 然后在每个比色管中分别加入 和 1.OO、O.9O、O.8O、 O.7O、O.6O、O.5O、O.4OmL 蒸馏水，摇匀，避

28、光放置ug5.00mL 于 100mL0.20、4mL 吸收原液15min，在波长含量54Onm 处，用 lcm 比色皿，以水为参比，测定吸光度，根据测定结果，绘制吸光度对 的标准曲线。2.实验操作(1) 按流程图连接好实验装置。(2) 将活性炭装入吸附柱中，按装置图将试剂药品装入瓶中(分液漏斗中装入 HN03)，气酸发生器中装入铜丝或铁丝，洗气瓶中装入10% NaOH,干燥塔中装入固体 NaOH。(3) 检查管路系统是否漏气，开动真空泵，使压差计有一定压力差，并将各调节阀关死， 保持一段时间, 看压力是否有变化, 如有漏气, 可以压差计为中心向远处逐步检查, 个系统不漏气为止。(4) 将铜丝

29、或铁丝 (块)放入酸雾发生器中,配制 40% HNO3 溶液,装入分液漏斗中, 漏斗的阀门打开,酸雾发生器中便有氮氧化物放出。(5) 关闭阀门 量达到一定值。(6) 开启阀门 其回到规定值,15、18、20 和 22，开动真空泵，调节气量调节阀24 及转子流量计查到整将分液11，使流15，调节进气阀 16，观察缓冲瓶中黄烟的变化情况，并调节转子流量计，使 保持气流稳定。(7) 当整个系统稳定25min后取样分析，以后每 30min取样一次，每次取三个。(8) 当吸附净化效率低于 80%时,停止吸附操作,将气量调节阀24 打开,停止真空泵,关闭阀门 14、15、16、17 和 23 。(9) 开

30、启阀门 18 和 22,置管路系统处于解吸状态,打开冷水管开关,向吸附塔通入水蒸 气进行解吸。(10) 当解吸液 pH 值小于 6 时,关闭阀门 18和 22,停止解吸。3.采样与分析分析氮氧化物采用盐酸萘乙二胺比色法。(1) 准确吸取 10mL 采样用的吸收液,装入干净的溶气瓶中,用于取净化后的气体(取原气样品时，吸收液量为 40mL)样品。用翻口塞和弹簧夹封好瓶口和支管口，并用注射器抽出瓶 内空气,使瓶内保持负压。(2) 用 5mL的医用注射器在出口气体取关口取样 5mL(原气样品进气口取样 2mL)缓慢注射 到溶气瓶中 (注意要将针头插入液体内 ),并不断摇动溶气瓶。注射完样气后,继续摇

31、动 2 3min。静置30min后可进行分析。每次取样品三个，结果取平均值。(3) 比色测定,用紫外分光光度计在波长540nm 处测得样品的光密度值,并在标准曲线上查出相应的 含量。若浓度过高，可稀释后进行测定。 五、实验数据的记录和整理1 实验数据的处理(1)标准状态下气体中 浓度的计算式中a 样品溶液中含量，jigVs样品溶液的总体积，mL;VI 分析时所取样品溶液的体积，mL;0.76转换系数，气体中 N02 被吸收转换为 的系数；VN标准状态下的采样体积，L。VN 可用下式计算：式中 Vf 注射器采样体积， L；tf 室温，C；Ba大气压力；(2)吸附塔的平均净化效率(n)kPa。式中

32、P 1N准状态下吸附塔人口处气体中N02的浓度，mg/ m3;P 2N准状态下吸附塔出口处气体中N02的浓度，mg/m3。(3)空塔气速式中Q气体体积流量，m3 / s;F-床层横截面积，2实验基本参数记录(1) 吸附器 直径D mm;高度H= mm ;床层横截面积 F=m2。m2。(2) 活性炭 种类 ，粒径d=mm ;装填高度mm,装填量g。(3) 操作条件 气体浓度10-6;室温 C；气体流量L/ min。3实验结果及整理(1) 记录实验数据及分析结果实验时间 1# 2# 3# 1#净化率/% 2#净化率 /% 3#净化率 /% 平均净化率 /% 空塔气速 /(m/s) 光密度 光密度

33、光密度2)根据实验结果给出净化效率随吸附操作时间的变化曲线。六、讨论 (讨论结果写入实验报告 ) 从实验结果标绘出的曲线，你可以得到哪些结论 ? 空塔气速与吸附效率有何关系，通常吸附操作空塔气速为多少 长时间使用的活性炭，采用什么方法进行活化处理 ? 通过实验，你有什么体会 ?对实验有何改进意见 ?六1234实验五活性炭吸附法净化 VOCS废气一、实验目的和意义 活性炭是由各种含碳物质如煤、木材、石油焦、果壳、果核等炭化后，再用水蒸气或化学药品进行活化处理， 制成孔穴十分丰富的吸附剂， 它也是一种具有非极性表面， 为疏水性 和亲有机物的吸附剂，因此常用于某些特定生产工艺(化学工业、石油化工等

34、)的废气处理，在这些生产工艺中，常排放出含有不同浓度的苯、甲苯等挥发性有机污染物(VOCS。)苯类物质大多易燃、 有毒， 通过呼吸进入人体易损害人的中枢神经， 造成神经系统障碍， 其 被摄入人体后， 会危及血液及造血器官。 因此， 含苯有机废气不经处理直接排放， 不仅危害 人体健康，同时还会造成严重的环境污染。活性炭吸附法处理低浓度 VOCS 是工业上较为常用的方法。本实验通过气体发生器产 生的苯蒸气作为 VOCS用活性炭对其进行吸附。通过本实验进一步提高对吸附机理的认 识，了解影响吸附效率的主要因素。根据吸附剂与吸附质之间发生吸附作用力的性质不同， 吸附过程可物理吸附是由于气相吸附质的分子与

35、固体吸附剂的表面分子间存它是一个可逆过程； 化学吸附则是由吸附质分子与吸附剂表面的分化学吸附的强弱由两种分子的化学键的亲和力大小决定， 化学吸在多数情况下发生的是物理吸附。被吸附组分可以脱离吸附剂表面，二、实验原理 气体吸附是用多孔固体吸附剂将气体混合物中的一种或数种组合被浓集于固体表面，而与其他组分分离的过程。分为物理吸附与化学吸附。 在的范德华力所引起的， 子发生化学反应而引起的， 附是不可逆的。 用吸附法净化有机废气时， 在多数情况下发生的是物理吸附。 吸附了有机组 分的吸附剂， 在温度、 压力等条件改变时， 被吸附组分可以脱离吸附剂表面， 而得到纯度较 高的产物，使有机废气得以回收利用

36、，同时利用这一点，使吸附剂得到净化而能重复使用。仪器设备和试剂三、实验流程、1 实验流程2-19-1 所示。该流程可分为如下几个部分。气体压缩机 1 送出的空气进入缓冲瓶 2，然后通过放空阀门 3 调节进入实验流程如图(1) 配气部分转子流量计 4 的气体流量。气体经流量计计量后分成两股：一股进入装有苯的气体发生器 5，将发生器中挥发的苯带出；另一股不经气体发生器直接通过。两股气体在进入吸附柱9前混合， 混合气的含苯浓度通过调节两股气的流量比例来控制， 两股气的流量比例则是通过 螺旋夹 6、7 来调节的。(2) 吸附部分 混合后气体通过阀门进入吸附柱 9，吸附柱中装有一定高度的活性炭。 吸附净

37、化后的气体排空。(3) 取样部分 在吸附柱前后设置两个取样点，在实验时按需要将取样点分别与气质联 机相连 (或用针筒从两处取样，再用气质联机分析取出的样品)，以测定吸附柱进出口气体的含苯浓度。2主要仪器设备及规格(1) 压缩机 压力 3kgcm2(294kPa) 1 台；(2) 转子流量计 1 只；(U形玻璃管)1只；(500mL) 1 只；(10000mL) 1 只；(有机玻璃 0 40mm 400mm) 2支;(3) 压差计(4) 三口瓶(5) 广口瓶(6) 吸附柱 (7)气质联机 (TRACE MS) 1 台。3实验用吸附剂活性炭四、实验方法与步骤1，实验准备实验准备工作在学生进行实验之

38、前由实验室工作人员完成。(1) 按流程图连接好装置并检查气密性。(2) 校定流量计并绘出流量曲线图。将活性炭放入烘箱中，在 I00C以下烘12h,过筛备用。2实验步骤(1)标准曲线的绘制。用 5支100mL注射器分别抽取 5、10、20、40、80mL浓度为Img/ L的苯标准气用清洁空气稀释至100mL，其浓度分别为 50、100、200、400、800mg /m3。按气质联机操作方法进样、测量峰面积值，绘制标准曲线。(2) 取三根吸附柱测量管径，然后分别向吸附柱中装入14cm、 12cm 和 IOcm 高已烘干的活性炭，然后把 14cm 炭层的吸附柱装在流程上，另两根柱备用。(3) 根据测定的管径，计算出空塔气速为0. 3m/s时所应通的气量，并根据流量曲线认准该空塔气速下的流量计刻度值。(4) 打开放空阀门 3，关闭阀门 7，开启压缩机，然后利用阀门3 将气体