【文档】01吸收法净化气体污染物实验

1、精品文档】01吸收法净化气体污染物实验填料塔吸收废酸实验实验时间 :2012 年 3 月 23 日下午 5-8 节 班级:环工 0902 指导老师: 余阳 姓名: 王健小组成员 : 王玉佳、马莉、王健、孙扬雨 学号 :071400126 一、 实验目的1、了解吸收法净化气态污染物的原理2、计算实际的吸收效率二、 实验内容1、 观察气液传质交换及吸收过程 （ 即烟气中污染物的去除过程 ）2、 测定填料塔吸收装置对气态污染物的吸收效率三、 实验原理1、 气体吸收气体吸收是气体混合物中一种或多种组分溶解于选定的液体吸收剂中，或者与 吸收剂中的组分发生选择性化学反应，从而将其从气流中分离出来的操作过程

2、。从大气污染控制的角度看，用吸收法净化气态污染物，不仅是减少甚至消除气 态污染物向大气中排放的重要途径，而且还能将污染物转化为有用的产品。吸收可分为物理吸收和化学吸收。在物理吸收中，气体组分在吸收剂中只是单 纯的物理溶解过程 ; 而在化学吸收中，吸收质在液相中与反应组分发生化学反应， 从而降低液相中纯吸收质的含量，增加了吸收过程的推动力，提高了吸收速率。物理吸收中，吸收速率决定于吸收质在气膜和液膜中的扩散速率。化学吸收 中，吸收速率除与扩散速率有关外，还与化学反应的速率有关。化学吸收过程既应 服从被吸收组分的气液平衡关系即相平衡关系， 也应服从化学平衡关系。 对于物理 吸收及气液相反应原理，应

3、用最广泛且较成熟的是“双膜理论”。采用一般的物理吸收是不能满足实际处理中处理气体流量大、吸收组分浓度 低、吸收效率高和吸收速率快等要求，所以一般多采用化学吸收过程。在实际生产中，对于吸收设备的最基本要求是 : 气液之间有较大的接触面积和 一定的接触时间，且气液之间扰动强烈，吸收阻力小，吸收效率高 ; 结构简单，操 作稳定。最常用的是填料塔，其次是板式塔，另外还有喷洒塔和文丘里吸收器。2、填料塔本实验中采用的吸收装置是填料塔，填料采用的是鲍尔环。填料塔是一种应用 广泛的气液传质设备。与板式塔相比，填料塔的基本特点是结构简单、压降低、填 料可用耐腐蚀材料制造。早期，填料塔主要应用于实验室和小型工厂

4、，直径多在 0.5 米以下。但近些年来，关于填料塔的研究及其应用取得了巨大的进展，直径数 米乃至十几米的填料塔已不足为奇。按照填料的结构有格栅式和由其他填料组成的 填料塔。塔体为一圆形筒体，筒内分层安放一定高度的填料层。早期使用的填料是 碎石、焦炭等天然块状物。后来广泛使用瓷环 （如拉西环 ）和木格栅等人造填料。这 些填料在塔内的堆放方式可分乱堆填料和整砌填料。填料塔操作时，液体自塔上部进入，通过液体分布器均匀喷洒于塔截面上。在 填料层内，液体沿填料表面自动分散呈膜状流下。各层填料之间设有液体再分布 器，将液体重新均布于塔截面上，进入下层填料。气体自塔下部进入，通过填料缝隙自由空间，从塔上部排

5、出。离开填料层的气 体可能挟带少量雾滴，因此，需要在塔顶安装除沫器。气液两相在填料塔内进行接触，填料上的液膜表面即为气液两相的主要传质表 面。在气液两相逆流流动的填料塔内，正常操作时气相是连续相，液相是分散相。填料塔中的填料有增加气液扰动、改善表面润湿性能、减小压降、增大比表面 积等作用，其材质主要有陶瓷、金属、塑料、玻璃、石墨等，其中属石墨最为耐用I溶齐肝溶质四、试剂与仪器1、气体吸收装置2、NaOH 碱液，HCI 溶液，甲基橙指示剂24 536 7放空管气体吸收装置示意图1、喷淋管 2、填料吸收塔 3、碱液储槽 4、尾气吸收瓶 1加热装置 7、铁架台气体吸收装置现场照片酸性气体瓶 6、填料

6、塔结构如下图溶剂填斜竺咿荒器Lx帚耳叶液体分布盎* M . I t H1IpZJ-气体严一混合物五、实验步骤1、在碱液储槽中加入自来水，尾气吸收瓶中加入 2L 0.2mol/L 的 NaOH 溶液 2、合上水泵，打开吸收塔进液阀，并调节喷淋流量使其充分润湿填料塔，并使喷淋液能均匀流下，测定尾气吸收瓶中碱液的初始浓度。3、开启空压机，调节进气阀，使尾气吸收瓶中液体出现少量气泡后，关闭空压机。4、在具塞锥形瓶中加入约 200mL 水后，加入 150mL 浓盐酸，盖上塞子并开 启空压机，加热具塞锥形瓶。瓶中液体沸腾后开始计时，吸收 10 分钟后，关闭水 泵再关闭气泵。测定自来水吸收废酸吸收效率。5、

7、往碱液储槽中加入 NaOH 将碱液槽中液体 NaOHft 度调整为 0.10mol/L 左 右。6、合上水泵，打开吸收塔进液阀，并调节喷淋流量使其充分润湿填料塔，并 使喷淋液能均匀流下，测定碱液槽中碱液的准确浓度。7、在具塞锥形瓶中加入约 200mL 水后，加入 150mL 浓盐酸，盖上塞子并开启 空压机，加热具塞锥形瓶。瓶中液体沸腾后开始计时，吸收10 分钟后，关闭水泵再关闭气泵。测定碱液吸收废酸吸收效率。8. 计算自来水和碱液吸收废酸的效率，并分析形成差异的分析原因。六、计算公式(M,M)V111 ,(%), ，100(M,M)V ， (M,M)V111222式中：n 填料塔的吸收效率，,

8、;M M 分别为碱液储槽中吸收前和吸收后的碱液浓度，mol/l; 11 MM分别为尾气吸收瓶中吸收前和吸收后的碱液浓度，mol/l; 22V，V分别为碱液储槽和尾气吸收瓶中碱液的体积，ml; 12七、数据整理实验数据 初始尾气吸收瓶 水槽 尾气吸收瓶邻苯二甲酸氢钾 消耗量 碳酸钠 消耗量 邻苯二甲酸氢钾 序号 消耗量 mL 物 g mLg mL g 理 1 0.005 5.4 1.3159 34.8 吸 2 1.4266 34.5 0.0072 20 1.8173 45.5 收3 0.006 16.5 1.9452 49.4实验数据 初始水槽 水槽 尾气吸收瓶邻苯二甲酸氢钾 消耗量 邻苯二甲酸

9、氢钾 消耗量 邻苯二甲酸氢钾 序号 消耗 量 mL化 g mL g mL g 学 1 0.709 21.1 吸 2 0.9267 38 0.709 52.3 0.5361 16.2 收3 0.6361 31.4( 因实验过程中出现多次个人失误，导致实验时间紧张，故某些数据未测全， 只测了一组 ) 数据分析：g1.4266 物理吸收：CHKO 分子量 204,初始尾气吸收瓶消耗了，0.00699mol854204/gmol 的邻苯二甲酸氢钾，因 CHKO+NaOH=CHNaKO 故初始瓶中氢氧化钠浓度 为8548442mol0.00699 ，1000。同理:水槽中溶液消耗 NaCO0.00005

10、72 mol,0.2026mol/L2334.5ml（碳酸钠的值由多次估算试验得到），由 NaCO+2HCL=2NaCI+HO+得槽冲盐酸的量 2322 为 0.1mol,（ 步骤相同 ）得下表:初始尾气吸收瓶 水槽 尾气吸收瓶 邻苯二甲酸氢钾瓶中氢氧化钠碳酸钠消耗量 槽中盐酸的量 邻苯二甲酸氢钾瓶 中氢氧化物消耗量 moI 的量 moI moI moI 消耗量 moI 钠的量 moI 理吸 0.00699 0.4052 0.0000572 0.1 0.0083 0.38 收初始水槽 水槽 尾气吸收瓶 邻苯二甲酸氢钾槽中氢氧化钠邻苯二甲酸氢瓶中氢氧化钠邻苯二甲酸氢钾瓶中 氢氧化化消耗量 moI

11、 的量 moI 钾消耗量 moI 的量 moI 消耗量moI 钠的量 moI 学吸 0.0037 1.28 0.0035 0.66 0.00263 0.325收物理吸收反应前后尾气吸收瓶中氢氧化钠量的变化即为尾气吸收瓶所吸收的盐 酸的量为 0.4052,0.38,0.0252moI ，故可得自来水物理吸收废气盐酸的效率为0.01 ， 10，同理的氢氧化钠吸收盐酸的效率为 91.78%。 ， 100%,79.87%0.01，10， 0.0252八、 思考题1、为什么要同时测定碱液储槽和尾气吸收瓶中的 NaOH 含量,答：因为测定碱液储槽中的 NaOH 含量是为了测定储槽中的碱液吸收了多少盐酸，而

12、测定尾气吸收瓶中的 NaOH 含量是为了测定有多少未被储槽中碱液吸收，两 者相加则为总共盐酸挥发出来的量，储槽吸收量除以两者之和即为吸收率。2、 沸腾时间的长短对实验结果有什么影响答: 沸腾时间过长，有可能导致 ?锥形瓶中的水蒸发出来，进入储槽中，增加了 储槽中的水量，使实验数据出现偏差。 ?锥形瓶中的盐酸大量蒸发，导致尾气吸收 瓶中的碱液被反应完，仍有部分盐酸进入空气中，致使实验失败。沸腾时间过短，有可能导致少量盐酸挥发出来，未能进入尾气吸收瓶中就已被 储槽液吸收完，导致实验无法进行。3、 填料塔吸收影响传质系数的因素有哪些 ,答: 温度、气压、吸收剂的选择、填料类型以及材质的选择、吸收剂的

13、回流 量、仪器的精确性与密封性等等。4、 工业生产中如何处理含二氧化硫废气 , 可以用填料塔吸收二氧化硫尾气吗 ,答:工业中处理含 so 的废气的方法称为脱硫技术，目前烟气脱硫技术种类达几十 种，按脱 2硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，可将脱硫技术分为 : 湿法、半干法、 干法三大类脱硫工艺。其中湿法脱硫技术较为成熟，效率高，操作简单 ; 但其脱硫 产物的处理较难，烟气温度较低，不利于扩散，设备及管道防腐蚀问题较为突出。 半干法、干法脱硫技术的脱硫产物为干粉状，容易处理，工艺较简单 ;但脱硫效率较低，脱硫剂利用率低。湿法烟气脱硫技术按使用脱硫剂种类可分为 : 石灰石 - 石膏法、简易石灰石

14、 - 石 膏法、双碱法、石灰液法、钠碱法、氧化镁法、有机胺循环法、海水脱硫法等。按 脱硫设备采用的技术种类不同，湿法烟气脱硫技术可分为 : 旋流板技术、气泡雾化 技术、填料塔技术、静电脱硫技术、文丘里脱硫技术、电子束脱硫技术等。采用填料塔吸收二氧化硫尾气时，其工艺流程如下图 :JToI“L1Fl诙1i1该技术根据双膜理论，SO 吸收过程属于气膜控制吸收过程，采用液相分散型装置？喷淋填料塔。在填料塔中烟气与喷淋液充分接触、扩散、吸收以此完成烟气中 SO 吸收及 2 除尘5、某厂主要生产铝百叶窗帘，其中铝片生产工艺如下II 附 FT-fim*. -Ji .i*n怙祕r和賀卩fmiik士V.1. i

15、-t其中，清洗并烘干后的铝卷通过自动滚涂过程上色，上色剂采用油漆粉和稀释 剂配制而成，稀释剂中含苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃等成分。自动滚涂后通过 烘干过程使得着色牢固。上色好色的铝卷即可倒卷、包装、入成品库。喷涂线工艺流程烘干工段产生的废气，铝片烤漆线工艺流程烘干工段和自动滚 涂工段产3 生的废气年排放量为 150 万 m/a,废气中含有苯、甲苯、二甲苯等有毒害物 质，混合浓度33 为 800mg/m 非甲烷总烃浓度为 800mg/m 请设计方案对喷涂线产生的废气 进行治理。 答: 由于活性炭吸附塔具有净化效率高、结构紧凑、相对塔高低、占地 面积小、耐腐蚀、耐老化等特点，所以我设计利用专门的活性炭来吸附废气中的 苯、甲苯、二甲苯等有机气体，将废气通入立式活性炭吸附塔中