固定床吸附实验

固定床吸附实验

一、实验目的

(1)通过本实验，使学生充分了解在固定床中液—固吸附的基本原理和实验方法；

(2)掌握穿透曲线的绘制；

(3)提高学生的实验操作技能，培养独立工作的能力。

二、基本原理

吸附是化工分离过程的单元操作之一，也是研究实验中分离气体混合物和液体混合物的主要方法。吸附在工程上分为气—固吸附和液—固吸附两大类。本实验是在装有活性炭的固定床吸附柱中吸附液体混合物中某一组分（乙醇），通过测定不同时间下馏出物的浓度，从而可求出活性炭的吸附能力，并可绘出穿透曲线。

三、实验装置

1．混合液高位槽

2．进料阀

3．玻璃吸附柱

4．活性炭

5．取样阀

图1固定床吸附实验装置

四、实验药品

乙醇、蒸馏水、活性炭

五、实验步骤

（1）配制乙醇水溶液（乙醇：水=4：6体积比），用比重计测比重，用阿贝折光仪测折光指数，查图，得到混合液浓度。

（2）量取300ml乙醇水溶液倒入高位槽中。

（3）用天平称取活性炭100克，装入吸附柱中，把吸附柱固定在铁架上，调垂直。

（4）开启进料阀2，控制一定的流量(1滴/秒左右)，同时开始计时。

（5）当吸附柱出口有流出液时，以上时间即为液体混合物与活性炭的接触时间，同时开始取流出液分析组成。

（6）每隔2分钟取样分析一次，直至流出液的组成基本接近为止（即吸附饱和），关闭阀门2。

（7）收集所有流出液，测折光指数（组成）、质量和体积，做好记录，实验老师签字后，方可离开。

六、数据处理

（1）接触时间的测定(τ)

所谓的接触时间即液体混合物与吸附剂在吸附柱内的接触时间。亦即液体混合物与炭层开始接触到离开所经过的时间。

（2）活性炭吸附能力的计算(W)

W

V C C

G

=

-

()

ρρ

1122g溶质/g活性炭

V：流出液总体积

ρ1、ρ2：吸附前后液体混合物的密度

C1、C2：吸附前后液体混合物的浓度(wt%)

G：吸附剂的量(g)

（3）绘制穿透曲线

由表1数据，以流出液浓度为纵坐标，时间为横坐标，即可绘制穿透曲线，并指出破点及穿透点。

七、要求

（1）实验记录要和实验报告一并交上来。

（2）绘制一律用坐标纸。

八、思考题

（1）什么是物理吸附和化学吸附？二者有何区别？

（2）什么是穿透曲线？影响穿透曲线的因素有那些？

表1实验记录和结果

序号取样时间折光率n d25含量C(wt%)备注

乙醇混合液：

比重ρ1：

折光指数：

浓度C1：

流出混合液：

质量：

体积：

折光指数：

浓度C2：

C2ρ2

表2乙醇—水溶液组成与折光率的关系

乙醇摩尔分率25℃的折光率乙醇摩尔分率25℃的折光率0.000 1.33120.382 1.3584

0.031 1.33540.435 1.3589

0.059 1.33930.507 1.3596

0.112 1.34650.607 1.3600

0.158 1.35110.755 1.3606

0.240 1.35590.870 1.3611

0.278 1.3571 1.000 1.3584

0.306 1.3578