碱液吸收气体中的二氧化硫

实验四碱液吸收气体中的二氧化硫

一、实验意义和目的

本实验采用填料吸收塔，用5％NaOH或Na2CO3溶液吸收SO2。通过实验可初步了解用填料塔的吸收净化有害气体研究方法，同时还有助于加深理解在填料塔内气液接触状况及吸收过程的基本原理。通过实验要达到以下目的：

1．了解用吸收法净化废气中SO2的效果；

2．改变气流速度，观察填料塔内气液接触状况和液泛现象；

3．测定填料吸收塔的吸收效率及压降；

4．测定化学吸收体系（碱液吸收SO2）

二、实验原理

含SO2的气体可采用吸收法净化。由于SO2在水中溶解度不高，常采用化学吸收方法。吸收SO2吸收剂种类较多，本实验采用NaOH或Na2CO3溶液作吸收剂，吸收过程发生的的主要化学反应为：

2NaOH＋SO2 —→ Na2SO3＋H 2O

Na2CO3＋SO2 —→ Na2SO3＋CO2

Na2SO3＋SO2+H2O —→2NaHSO3；

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含量的测定采用：甲醛缓冲溶液吸收一盐酸付玫瑰苯胺比色法。

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型管压差计测出其静压差即可求出压降。

三、实验装置、流程仪器设备和试剂

（一）实验装置、流程、仪器设备和试剂

实验装置流程如图1所示

图1 SO2吸收实验装置

1一空压机；2一缓冲罐；3一转子流量计（气）；4一毛细管流量计；5—转子

流量计（水）；6一压差计；7一填料塔；8一S02钢瓶；9一混合缓冲器；10—

受液槽；11一高位液槽；12、13一取样口；14一压力计；15一温度计；16一

压力表；17一放空阀；18—泵

图2：SO2吸收试验装置

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进人塔内，流经填料表面，由塔下部排到受液槽。空气由空压机经缓冲罐后，通过转子流量计进人混合缓冲器，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后进人混合缓冲器。含SO2的空气从塔底进气口进人填料塔内，通过填料层后，尾气由塔顶排出。

（二）实验仪器设备

空压机压力7 kg/cm2，气量3.6m3 /h 1台

液体SO2钢瓶1瓶

填料塔D＝700mm

H＝650mm 1台

填料Φ＝5～8mm瓷杯若干

泵扬程3m，流量4001／h 1台

缓冲罐容积lm3l个

高位槽500×400 x×600m 1个

混合缓冲罐0.5m3 1个

受液槽500×400×600mm 1个

转子流量计（水）10－100L／hLZB－10 1个

转子流量计（气）4－40m3／hLZB－40 1个

毛细管流量计0.1－0.3mm 1个

U型管压力计200mm 3只

压力表0－3kg/cm2 1只

温度计0－100 °c 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）YQ-I型2台

（三）试剂

1．甲醛吸收液：将已配好的2 0mg／l SO2，吸收贮备液稀释100倍后，供使用：

2．对品红贮备液：将配好的0.25％的对品红稀释5倍后，配成0.05％的对品红，供使用；

3．1.50mol/lNa0H溶液：称Na0N6.0g溶于100ml容量瓶中，供使用；

4．0.6％氨基磺酸钠溶液：称0.6g氨基磺酸钠，加l.50mol/lNa0H溶液4.0ml，用水稀释至100ml，供使用。

四、实验方法和步骤

1．按图正确连接实验装置。并检查系统是否漏气、关严吸收塔的进气阀，打开缓冲罐上的放空阀，并在高位液槽中注入配置好的5％的碱溶液。

2．在玻璃筛板吸收瓶内装入采样用的吸收液50ml。

3．打开吸收塔的进液阀，并调节液体流量，使液体均匀喷布，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。调节空气流量，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（由空气流量计算）。

5．逐渐减小气体流量，消除液泛现象。调气体流量计到，稳定运行5分钟取三个平行样。

6．取样完毕调整液体流量计到30L／h，稳定运行5分钟，取三个平行样。

7．改变液体流量为20L从和10L儿，重复上面实验。

8．实验完毕，先关进气阀，待2分钟后停止供液。

五、分析方法及计算

（一）分析方法

原理：二氧化硫被甲醛缓冲液吸收后，生成稳定的羧甲酸基磺酸加成化合物，加碱后又释放出二氧化硫与盐酸付玫瑰苯胺作用，生成紫红色化合物，根据颜色深浅，比色测定。比色步骤如下：

1．将待测样品混合均匀，取10毫升放人试管中；

2．向试管中加入0.5毫升0.6％的氨基磺酸钠溶液，和0.5毫升的1.5mol/L Na0H溶液混合均匀，再加人l.00毫升的0.05%对品红混合均匀，20分钟后比色；

3．比色用72型分光光度计，将波长调至577

。将待测样品放人1cm的比色皿中，

同时用蒸馏水放人另一个比色皿中作参比，测其吸光度（如果浓度高时，可用蒸馏水稀释后再比色）。

（二）计算

二氧化硫浓度（微克／米3）＝2

1

0)(L L Vs B A Ak s ⨯

⨯- 式中：

Ak

——样品溶液的吸光度；

A 0 —一试剂空白溶液吸光度；

B s ——校正因子，微克二氧化硫／吸光度/15毫升；B s =0.044 VS —一换算成参比状态下的采样体积，升； L 1； —一 样品溶液总体积，毫升；

L 2． —一分析测定时所取样品溶液体积，毫升。 测定浓度时。注意稀释倍数的换算。

六、记录实验数据及分析结果

（一）填料塔的平均净化效率（η）可由下式近似求出：

%100)1(1

2

⨯-

=c c η

式中：C 1一… 填料塔入口处二氧化硫浓度，

C 2…… 填料塔出口处二氧化硫浓度，mg ／Nm 3

（二）计算出填料塔的液泛速度 v ＝Q/F

式中：Q 一 气体流量，m 3／h ； F —一填料塔截面积，m 2

表 实验结果及整理

（三）绘出液量与效率的曲线Q －η。

七、实验结果讨论

1．从实验结果标绘出的曲线，你可以得出哪些结论？ 2．通过实验，你有什么体会？对实验有何改进意见？