吸收-東華大學(xué)環(huán)境學(xué)院大三實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、環(huán)工綜合實(shí)驗(yàn)（2）（吸收法凈化氣體污染物實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)報(bào)告專 業(yè) 環(huán)境工程 班 級(jí) 卓越環(huán)工1101 姓 名 黃雪瓊 指導(dǎo)教師 余陽(yáng) 成 績(jī) 東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心二0一四年四月誠(chéng)信做人；數(shù)據(jù)真實(shí)；分析合理；富于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)題目吸收法凈化氣體污染物實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類別綜合實(shí) 驗(yàn) 室2136實(shí) 驗(yàn) 時(shí) 間2014年4月28日13時(shí) 16時(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度:19濕度:67%同組人數(shù)7本實(shí)驗(yàn)報(bào)告由我獨(dú)立完成，絕無(wú)抄襲！承諾人簽名一、實(shí)驗(yàn)原理氣體吸收是氣體混合物中一種或多種組分溶解于選定的液體吸收劑中，或者與吸收劑中的組分發(fā)生選擇性化學(xué)反應(yīng)，從而將其從氣流中分離出來(lái)的操作過(guò)程。從大氣污染控制的角度看，用吸收法

2、凈化氣態(tài)污染物，不僅是減少甚至消除氣態(tài)污染物向大氣中排放的重要途徑，而且還能將污染物轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品。吸收可分為物理吸收和化學(xué)吸收。在物理吸收中，氣體組分在吸收劑中只是單純的物理溶解過(guò)程；而在化學(xué)吸收中，吸收質(zhì)在液相中與反應(yīng)組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而降低液相中純吸收質(zhì)的含量，增加了吸收過(guò)程的推動(dòng)力，提高了吸收速率。 物理吸收中，吸收速率決定于吸收質(zhì)在氣膜和液膜中的擴(kuò)散速率?；瘜W(xué)吸收中，吸收速率除與擴(kuò)散速率有關(guān)外，還與化學(xué)反應(yīng)的速率有關(guān)?；瘜W(xué)吸收過(guò)程既應(yīng)服從被吸收組分的氣液平衡關(guān)系即相平衡關(guān)系，也應(yīng)服從化學(xué)平衡關(guān)系。對(duì)于物理吸收及氣液相反應(yīng)原理，應(yīng)用最廣泛且較成熟的是“雙膜理論”。采用一般的物理吸收

3、是不能滿足實(shí)際處理中處理氣體流量大、吸收組分濃度低、吸收效率高和吸收速率快等要求，所以一般多采用化學(xué)吸收過(guò)程。在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)于吸收設(shè)備的最基本要求是：氣液之間有較大的接觸面積和一定的接觸時(shí)間，且氣液之間擾動(dòng)強(qiáng)烈，吸收阻力小，吸收效率高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作穩(wěn)定。最常用的是填料塔，其次是板式塔，另外還有噴灑塔和文丘里吸收器。本實(shí)驗(yàn)中采用的吸收裝置是填料塔，填料采用的是鮑爾環(huán)。二、氣體化學(xué)吸收操作中的幾個(gè)問(wèn)題1、吸收劑的選擇是決定分離效果的關(guān)鍵因素之一。原則： (1) 溶解度要大 (2)良好的選擇性 (3) 蒸汽壓要低 (4) 較低的粘度且不易起泡 (5) 再生性能好 (6) 化學(xué)及熱穩(wěn)定性好 (7)

4、 無(wú)毒、腐蝕性小，不易燃 (8) 資源充足，廉價(jià)易得2、填料塔的結(jié)構(gòu)液體在填料表面，成膜流下；氣體通過(guò)填料中的自由空間上升。3、填料、填料的作用及要求：增加氣液擾動(dòng)；改善表面潤(rùn)濕性能；減小壓降；增大比表面積。、材質(zhì)：陶瓷、金屬、塑料、玻璃、石墨等。三、實(shí)驗(yàn)裝置四、實(shí)驗(yàn)步驟1、在堿液儲(chǔ)槽中加入自來(lái)水，尾氣吸收瓶中加入2L 0.2mol/L的NaOH溶液。2、合上水泵，打開吸收塔進(jìn)液閥，并調(diào)節(jié)噴淋流量使其充分潤(rùn)濕填料塔，并使噴淋液能均勻流下，測(cè)定尾氣吸收瓶中堿液的初始濃度。3、開啟空壓機(jī)，調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥，使尾氣吸收瓶中液體出現(xiàn)少量氣泡后，關(guān)閉空壓機(jī)。4、在具塞錐形瓶中加入約150mL水后，加入150m

5、L濃鹽酸，蓋上塞子并開啟空壓機(jī)，加熱具塞錐形瓶。瓶中液體沸騰后開始計(jì)時(shí)，吸收10分鐘后，關(guān)閉水泵再關(guān)閉氣泵。測(cè)定自來(lái)水吸收廢酸吸收效率。5、往堿液儲(chǔ)槽中加入NaOH，將堿液槽中液體NaOH濃度調(diào)整為0.10mol/L左右。6、合上水泵，打開吸收塔進(jìn)液閥，并調(diào)節(jié)噴淋流量使其充分潤(rùn)濕填料塔，并使噴淋液能均勻流下，測(cè)定堿液槽中堿液的準(zhǔn)確濃度。7、在具塞錐形瓶中加入約150mL水后，加入150mL濃鹽酸，蓋上塞子并開啟空壓機(jī)，加熱具塞錐形瓶。瓶中液體沸騰后開始計(jì)時(shí)，吸收10分鐘后，關(guān)閉水泵再關(guān)閉氣泵。測(cè)定堿液吸收廢酸吸收效率。8.計(jì)算自來(lái)水和堿液吸收廢酸的效率，并效率形成差異的分析原因。五、實(shí)驗(yàn)記錄（

6、1） 物理吸收 吸收前尾氣瓶中NaOH的濃度為0.2 mol/L，水槽中為自來(lái)水。 吸收后數(shù)據(jù)如下：水槽中液體尾氣吸收瓶中液體碳酸鈉取用量（g）滴定消耗水樣量 （mL）鄰苯二甲酸氫鉀取用量（g）滴定消耗水樣量 （mL）0.020010.801.002528.000.03593.151.000527.50（2）化學(xué)吸收 吸收前尾氣瓶中NaOH的濃度為0.2 mol/L，水槽中為0.1mol/L的NaOH。 吸收后數(shù)據(jù)如下：水槽中液體尾氣吸收瓶中液體鄰苯二甲酸氫鉀取用量（g）滴定消耗水樣量 （mL）鄰苯二甲酸氫鉀取用量（g）滴定消耗水樣量 （mL）0.014812.551.517038.300.0

7、14912.581.498638.00六、數(shù)據(jù)處理及結(jié)論（1） 物理吸收a.水槽中HCL濃度為：C1(HCL)=C2(HCL)=平均C(HCL)=0.0375mol/L吸收塔（水槽中）吸收HCL的物質(zhì)的量為： 0.037510=0.375molb.吸收后吸收瓶?jī)?nèi)NaOH 濃度為：C1(NaOH)=C2(NaOH)=平均C(NaOH)=0.1785 mol/L吸收瓶中吸收HCL的物質(zhì)的量為：M(HCL)=c.吸收效率為：（2）化學(xué)吸收a.吸收后水槽內(nèi)NaOH 濃度為：C1(NaOH)=C2(NaOH)=平均C(NaOH)= mol/L吸收塔（水槽中）吸收HCL物質(zhì)的量為： (0.1-)×

8、;10=0.94165molb.吸收后吸收瓶?jī)?nèi)NaOH 濃度為：C1(NaOH)=C2(NaOH)=平均C(NaOH)=0.1955 mol/L吸收瓶中吸收吸收HCL的物質(zhì)的量為：(0.2-0.1955)×2=0.009mol吸收效率為：（3）實(shí)驗(yàn)總結(jié)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，化學(xué)吸收法比物理吸收法效率更高。但由于物理吸收時(shí)加熱裝置為電爐，加熱將接近15分鐘時(shí)電路短路，加熱時(shí)間不夠；化學(xué)吸收法實(shí)驗(yàn)時(shí)所用加熱裝置為煤氣燈，且由于煤氣供應(yīng)不穩(wěn)定，煤氣燈時(shí)常熄滅，導(dǎo)致加熱時(shí)間未嚴(yán)格控制在15分鐘（也許多也許少）。綜合考慮，本組認(rèn)為這兩次實(shí)驗(yàn)可對(duì)比性不夠，僅供參考之用。七、思考題1.填料塔吸收影響

9、傳質(zhì)系數(shù)的因素有哪些？ 答：溫度、氣壓、吸收劑的選擇、填料類型以及材質(zhì)的選擇、吸收劑的回流量、儀器的精確性與密封性等等。2.工業(yè)生產(chǎn)中如何處理含二氧化硫廢氣？可以用填料塔吸收二氧化硫工業(yè)尾氣嗎？ 答：工業(yè)中處理含SO2的廢氣的方法稱為脫硫技術(shù)，目前煙氣脫硫技術(shù)種類達(dá)幾十種，按脫硫過(guò)程是否加水和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，可將脫硫技術(shù)分為：濕法、半干法、干法三大類脫硫工藝。其中濕法脫硫技術(shù)較為成熟，效率高，操作簡(jiǎn)單；但其脫硫產(chǎn)物的處理較難，煙氣溫度較低，不利于擴(kuò)散，設(shè)備及管道防腐蝕問(wèn)題較為突出。半干法、干法脫硫技術(shù)的脫硫產(chǎn)物為干粉狀，容易處理，工藝較簡(jiǎn)單；但脫硫效率較低，脫硫劑利用率低。濕法煙氣脫硫技術(shù)

10、按使用脫硫劑種類可分為：石灰石石膏法、簡(jiǎn)易石灰石石膏法、雙堿法、石灰液法、鈉堿法、氧化鎂法、有機(jī)胺循環(huán)法、海水脫硫法等。按脫硫設(shè)備采用的技術(shù)種類不同，濕法煙氣脫硫技術(shù)可分為：旋流板技術(shù)、氣泡霧化技術(shù)、填料塔技術(shù)、靜電脫硫技術(shù)、文丘里脫硫技術(shù)、電子束脫硫技術(shù)等。采用填料塔吸收二氧化硫尾氣時(shí)，其工藝流程如下圖：該技術(shù)根據(jù)雙膜理論， SO2吸收過(guò)程屬于氣膜控制吸收過(guò)程，采用液相分散型裝置¬¬噴淋填料塔。在填料塔中煙氣與噴淋液充分接觸、擴(kuò)散、吸收以此完成煙氣中SO2吸收及除塵。3.某廠主要生產(chǎn)鋁百葉窗簾，其中鋁片生產(chǎn)工藝如下：其中，清洗并烘干后的鋁卷通過(guò)自動(dòng)滾涂過(guò)程上色，上色劑采用

11、采用油漆粉和稀釋劑配制而成，稀釋劑中含苯、甲苯、二甲苯、非甲烷總烴等成分。自動(dòng)滾涂后通過(guò)烘干過(guò)程使得著色牢固。上色好色的鋁卷即可倒卷、包裝、入成品庫(kù)。 噴涂線工藝流程烘干工段產(chǎn)生的廢氣，鋁片烤漆線工藝流程烘干工段和自動(dòng)滾涂工段產(chǎn)生的廢氣年排放量為150萬(wàn)m3/a，廢氣中含有苯、甲苯、二甲苯等有毒害物質(zhì)，混合濃度為800mg/m3，非甲烷總烴濃度為800mg/m3， 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)方案對(duì)噴涂線產(chǎn)生廢氣進(jìn)行治理。答：由于活性炭吸附塔具有凈化效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、相對(duì)塔高低、占地面積小、耐腐蝕、耐老化等特點(diǎn)，所以我設(shè)計(jì)利用專門的活性炭來(lái)吸附廢氣中的苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)氣體，將廢氣通入立式活性炭吸附塔中，當(dāng)吸附一定量的廢氣后，吸附容量開始下降，這時(shí)需要更換活性炭或?qū)钚蕴窟M(jìn)行再生處理。這種方法適用于處理低濃度、