SO2吸收测定

空塔气 速 v(m/s)
I2 液浓
度 （mol/l）
塔前
采样体积 VNd(lN)
样品 耗 I2 液V （ml）
空白 耗 I2 液 V0 （ml）
SO2 浓度
C1 （ mg /m3N）
采样体 积 VNd(lN)
塔后
样品 耗 I2 液V （ml）
空白 耗 I2 液 V0 （ml）
SO2 浓 度 C2 （ mg/ m3N）
VNd 可用下式计算：
（mg/mN3）
VNd = 1.58q′mτ
pm + Ba Tm
(lN)
式中：qˊm——采样流量， Tm——流量计前气体的绝对温度；K；
Pm——流量计前气体的压力；kPa；
Ba——当地大气压力，kPa。
2． 吸收塔平均净化效率（η）可由下式近似求出：
η = (1 − C2 / C1 ) ×100%
定用量，则：
VC 1
CI2 =
2 Na2S2O3
25
式中：V—消耗硫代硫酸钠溶液的体积，ml
3. 碘溶液(CI2=0.1mol/l):准确吸取 100ml 碘贮备液于 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。
4. 硫代硫酸钠溶液：取 26g 硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）和 0.2g 无水碳酸钠溶于 1000ml 新煮沸并冷却的水中，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 120～140℃干燥 1.5～2 小时，在干燥器中冷却至室温。
称取 0.9～1.1g（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（CHCl=2mol/l） 溶液，轻轻摇匀。于暗处放置 5 分钟，家 75ml 水，以硫代硫酸钠溶液滴定。至溶液为淡
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，吸收过程发生的主要化学反
应为：
2NaOH+ SO2
Na2SO3+H2O
Na2CO3+ SO2
Na2SO3+CO2
Na2SO3+ SO2+H2O
式中：W—碘酸钾的质量，g；
V—滴定碘消耗的硫代硫酸钠溶液体积，ml；
V0—滴定空白溶液消耗的硫代硫酸钠溶液的体积，ml；
35.67—碘酸钾分子量的一半 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 煮沸的饱和氯酸钠
水中，继续煮沸直至溶液澄清（放置时间不能超过一个月）。 6. 碱或纯碱溶液：称取工业用烧碱或纯碱 5kg，溶于 0.1m3 水中。作为吸收系统的吸收液。
调节其流量，使空气中 SO2 的含量为 500-1000ppmv。 6. 经数分钟，当塔内操作完全稳定后，按表 3.2 的要求开始测量并记录有关数据； 7. 在塔的上下取样口用烟气测试仪（或大气采样器）同时采样。采样时，先将装入吸收液
的吸收瓶放在烟气测量仪的]型金属架上。吸收瓶上和玻璃筛板相连的接口相连；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 5～10 分钟（视气体中 SO2 浓度大小而定）。取样 2 次。 8. 在液体流量不变，并保持空气中 SO2 浓度在大致相同的情况下，改变空气的流量，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 1～2 分钟后停止供液，最后停止鼓入空气。 10.样品分析 将采过样的吸收瓶内的吸收液倒入锥形瓶中，并用 15ml 吸收液洗涤吸收瓶 2 次，洗涤液 并入锥形瓶中，加 5ml 淀粉溶液，以碘溶液（CI2=0.02mol/l）滴至蓝色,记下消耗量(V)。 另取相同体积的吸收液，进行空白滴定，记下消耗量（V0），并将结果填入表 3.1 中。 11. 按表 3.2 要求的项目进行有关计算。
四、实验方法和步骤 1. 按图 3.1 正确连接实验装置，并检查系统是否漏气。在碱液槽配置好的 5%碱溶液； 2. 在气体吸收瓶内装入采样用的吸收液 50ml； 3. 开启泵并调节液体流量，使液体均匀分布喷洒在旋流板表面； 4. 开启风机，并调节空气流量，仔细观察此时的气液接触状况。 5. 逐渐改变液体流量，观察气液的接触情况。在吸收塔能正常工作时，开启 SO2 气瓶，并
1个
转子流量计(水)
10～400l/h LZB-10
1个
二氧化硫分析仪
KM900
2台
(三)试剂
1. 采样吸收液:取 11g 氨基磺酸铵,7g 硫酸铵,加入少量水,搅拌使其溶解,继续加水至 1000ml,以硫酸(CH2SO4=0.1mol/l)和氨水(CNH3H2O=0.1mol/l)调 pH 至 5.4。
(二)实验仪器设备
风机
风压 500Pa,气量 400m3/h 1 台
液～体 SO2 钢瓶
1瓶
吸收塔
D=200mm
H=1000mm
1台
旋流板
Ф200 （开孔率 30%） 1 块
泵
扬程 20m 流量 500l/h 1 台
缓冲罐
容积 40L
1个
碱液槽
500×400×400mm
1个
受液槽
500×400×600mm
2. 通过实验，你有什么体会？对实验有何改进意见？
3. 本实验主要采用仪器法测量二氧化硫，我国国标推荐的测量方法是什么？
4. 在工业上，常用的吸收设备有哪些类型？
5. 常用来脱除二氧化硫的碱性物质有哪些？
6. 旋流板作为气液吸收单元的工作原理是什么？
7. 什么是“液气比”，其常用单位是什么？对吸收效率有何影响？
实验三 旋流板塔内碱液吸收气体中的二 氧化硫实验
一、实验目的
本实验采用旋流板吸收塔，用 5%NaOH 或 Na2CO3 溶液吸收 SO2。通过实验可初步了解用旋 流板塔的吸收净化有害气体的实验研究方法，同时还有助于加深理解在旋流板塔内气液接触 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,观察旋流板吸收塔内气液接触状况现象； 3． 测定旋流板吸收塔的吸收效率； 4． 测定化学吸收体系(碱液吸收 SO2)的体积吸收系数。
式中：C1——吸收塔入口出气体中 SO2 的浓度，mg/m3N； C2——吸收塔出口出气体中 SO2 的浓度，mg/m3N；
3．吸收塔压降（△P）的计算：
ΔP = p1 − p2
式中：p1——吸收塔入口处气体的全压或静压，Pa； p2——吸收塔出口处气体的全压或静压，Pa 。
4. 气体中 SO2 的分压（p SO2）的计算：
Δym
=
y1 − y2 ln y1
y2
由于实验气体中 SO2 浓度较低，则比摩尔分率 y1、y2 可用下式表示：
y1
=
PA1 P
y2
=
PA2 P
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。
以分压差为推动力的体积吸收系数（KGa）的计算式：
KGa
=
SO2 的空气从塔底进气口进入塔内，在旋流板表面进行气液接触吸收，尾气由塔顶排出。
4
9 10
5 11 8
1
3
6
2
7
图 3.1 SO2 吸收实验装置 1 一风机；2 一缓冲罐；3、5 一取样口； 5 一 SO2 钢瓶；6 一 碱液槽 7 一 泵；
8 一 转子流量计（水）；9 一布液管；10 一旋流板；11 一吸收塔体
五、实验数据的记录与处理 a) 实验数据的处理 1． 由样品分析数据计算气体中 SO2 的浓度
C1
2 SO3
=
(V
−V0 )C I2 V Nd
× 32 ×1000
式中：V——滴定样品消耗碘溶液的体积，ml；
V0—— 滴定空白消耗碘溶液的体积，ml；
32——1/2 SO2 的分子量；
VNd——标准状态下的取样体积，lN。
8. 在实际使用过程中，若在吸收过程中气体将吸收液带出吸收塔会造成什么后果？什么是 “液泛”现象？
9. 吸收液的 pH 值对二氧化硫的吸收效率有何影响？
10. 推测分别用清水及碱液吸收二氧化硫，从传质速率的控制步骤来看有何区别？如何强 化？（从气、液膜控制角度考虑）
表 3.1 气体浓度测定记录表
测定 次数
式中：Q——通过填料塔的空气量，kmol/h；
h——旋流板上的液层高度，m； A——吸收内截面积，m2；
y1、y2——进出填料塔气体中 SO2 的比摩尔分率； ym——对数平均推动力。
Hale Waihona Puke Baidu
Δym
=
( y1
− y1*) − ( y2 − ln y1 − y1 *
y2 *)
y2 − y2 *
对于碱吸收 SO2 系统，其吸收反应为极快不可逆反应，吸收液面上 SO2 的浓度 y*可看作 为零。则对数平均推动力（△ym）可表示为：
p so2
=
C ×10−3 / 32 × P 1000 / 22.4
式中：C——气体中 SO2 的浓度，mg/m3N
32——1/2 SO2 的分子量；
P——气体的总压，Pa。
2．体积吸收系数（KGa）的计算
以浓度差为推动力的体积吸收系数（KYa）可以通过下式计算： Kya = Q( y1 − y 2 ) hAΔy m
2NaHSO3
实验过程中通过测定旋流板吸收塔进出口气体中 SO2 的含量，即可计算出吸收塔的平均
净化效率，进而了解吸收效果。对于碱液吸收 SO2 的化学吸收体系，也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 (一)实验装置、流程 实验装置流程如图 3.1 所示
吸收液从碱液槽通过泵输送经转子流量计，由吸收塔上部经布液管进入塔内，喷洒在旋 流板的盲板布液区，由塔下部排出，流回碱液槽。空气由风机输送，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 来自刚瓶,并经减压后进入混合缓冲器。含
2. 碘贮备液(CI2=0.1mol/l):称取 12.7g 碘放入烧杯中,加入 40g 碘化钾,加 25ml 水,搅拌至 全部溶解后,用水稀释至 1 升,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=0.1mol/l)滴定，溶液由红棕色变
为淡黄色后,加 5ml 0.5%淀粉溶液，继续用硫代硫酸钠滴至蓝色恰好消失为止，记下滴
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（V0）。 硫代硫酸钠溶液难浓度可用下式计算：
C1
2 Na2S2O3
=
(V
W × 25 250
−
V0
)
×
35.67 1000
=
(V
W ×100 −V0 ) × 35.67
净 化 效 率 η （ %）
测定次数 液体流量 （L/h）
表 3.2 实验结果表
气体流量 Q
气液比
（m3/h）
(L/m3)
二氧化硫进 口浓度 （ppm）
二氧化硫出 口浓度 （ppm）
吸收效率 η（%）
Q PAh
ln
p A1 p A2
(kmol⋅m-3⋅h-1⋅Pa-1)
（二）实验测得的数据和进行有关计算的结果填入下列表格中：
实验时间
年
月
日
实验小组人员
大气压力
kPa
室温
0C
液泛气速
m/s
1． 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，并绘出曲线。
六、思考题
1. 从实验结果标绘出的曲线，你可以得出哪些结论？