填料塔吸收废酸实验.docVIP

指导老师：余阳 小组成员：孙扬雨、王健、王玉佳、马莉 实验目的了解吸收法净化气态污染物的原理 计算实际的吸收效率 实验内容 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） 测定填料塔吸收装置对气态污染物的吸收效率 实验原理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。 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。本实验中采用的吸收装置是填料塔，填料采用的是鲍尔环。 吸收剂的选择是决定分离效果的关键因素之一 原则 (1) 溶解度要大 (2)良好的选择性 (3) 蒸汽压要低 (4) 较低的粘度且不易起泡 (5) 再生性能好 (6) 化学及热稳定性好 (7) 毒、腐蚀性小，不易燃(8) 资源充足，廉价易得 填料塔结构如下图： 试剂与仪器气体吸收装置 NaOH碱液，HCl溶液，甲基橙指示剂 1、喷淋管 2、填料吸收塔 3、碱液储槽 4、尾气吸收瓶 5、酸性气体瓶 6、加热装置 7、铁架台 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、往碱液储槽中加入NaOH，将碱液槽中液体NaOH浓度调整为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。 计算公式 式中：η——填料塔的吸收效率，％； M1，M1’——分别为碱液储槽中吸收前和吸收后的碱液浓度，mol/l； M2，M2’——分别为尾气吸收瓶中吸收前和吸收后的碱液浓度，mol/l； V1，V2 ——分别为碱液储槽和尾气吸收瓶中碱液的体积，ml； 数据记录及整理 实验数据 初始尾气吸收瓶 反应后水槽 反应后尾气吸收瓶 物理吸收 序号 邻苯二甲酸氢钾 g 消耗量 mL 碳酸钠 g 消耗量 mL 邻苯二甲酸氢钾 g 消耗量 mL 1 1.4266 34.5 0.005 5.4 1.3159 34.8 2 0.0072 20 1.8173 45.5 3 0.006 16.5 1.9452 49.4 实验数据 初始水槽 反应后水槽 反应后尾气吸收瓶 化学吸收 序号 邻苯二甲酸氢钾 g 消耗量 mL 邻苯二甲酸氢钾 g 消耗量 mL 邻苯二甲酸氢钾 g 消耗量 mL 1 0.709 21.1 0.709 52.3 0.5361 16.2 2 0.9267 38 3 0.6361 31.4 (因实验过程中出现多次人为失误，导致实验时间紧张，故某些需要滴定三次取平均值