波波大人,吸收氣體

1、環(huán)工綜合實驗（2） （吸收法凈化空氣污染物實驗）實驗報告專 業(yè) 環(huán)境工程 班 級 姓 名 指導教師 余 陽 成 績 東華大學環(huán)境科學與工程學院實驗中心二0一六年 實驗題目 吸收法凈化氣體污染物實驗實驗類別綜合實 驗 室2136實 驗 時 間2016年 4 月28日 13 時 17時實驗環(huán)境溫度:19.3濕度:68%同組人數(shù) 7本實驗報告由我獨立完成，絕無抄襲！承諾人簽名1、 實驗?zāi)康?. 了解吸收法凈化氣體污染物的原理。2. 計算實際吸收效率。2、 實驗儀器及設(shè)備1. 氣體吸收裝置，分析天平。2. 氫氧化鈉溶液，鹽酸溶液，碳酸鈉，鄰苯二甲酸氫鉀，甲基橙指示劑，酚酞指示劑。實驗裝置三、實驗原理

2、1. 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)生選擇性化學反應(yīng)，從而將其從氣流中分離出來的操作過程。2. 從大氣污染控制的角度看，用吸收法凈化氣態(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。3. 吸收可分為物理吸收和化學吸收。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程；而在化學吸收中，吸收質(zhì)在液相中與反應(yīng)組分發(fā)生化學反應(yīng)，從而降低液相中純吸收質(zhì)的含量，增加了吸收過程的推動力，提高了吸收速率。4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散速率?；瘜W吸收中，吸收速率除與擴散速率有關(guān)外，

3、還與化學反應(yīng)的速率有關(guān)。化學吸收過程既應(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)服從化學平衡關(guān)系。對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”。5采用一般的物理吸收是不能滿足實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吸收過程。6在實際生產(chǎn)中，對于吸收設(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間，且氣液之間擾動強烈，吸收阻力小，吸收效率高；結(jié)構(gòu)簡單，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。7本實驗中采用的吸收裝置是填料塔，填料采用的是鮑爾環(huán)。氣體化學吸收操作中的幾個問題 吸收

4、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）化學及熱穩(wěn)定性好（7）毒、腐蝕性小，不易燃 （8）資源充足，廉價易得填料塔的結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu) 液體-在填料表面成膜流下 氣體-通過填料中的自由空間上升 2、填料（1）填料的作用及要求 增加氣液擾動；改善表面潤濕性能；減小壓降；增大比表面積。（2）材質(zhì) 陶瓷、金屬、塑料、玻璃、石墨等四、實驗步驟1、在堿液儲槽中加入自來水，尾氣吸收瓶中加入2L 0.2mol/L的NaOH溶液。2、合上水泵，打開吸收塔進液閥，并調(diào)節(jié)噴淋流量使其充分潤濕填料塔，并使噴淋液能均

5、勻流下，測定尾氣吸收瓶中堿液的初始濃度。3、開啟空壓機，調(diào)節(jié)進氣閥，使尾氣吸收瓶中液體出現(xiàn)少量氣泡后，關(guān)閉空壓機。4、在具塞錐形瓶中加入約150mL水后，加入200mL濃鹽酸，蓋上塞子并開啟空壓機，加熱具塞錐形瓶。瓶中液體沸騰后開始計時，吸收10分鐘后，關(guān)閉水泵再關(guān)閉氣泵。測定自來水吸收廢酸吸收效率。5、往堿液儲槽中加入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，打開吸收塔進液閥，并調(diào)節(jié)噴淋流量使其充分潤濕填料塔，并使噴淋液能均勻流下，測定堿液槽中堿液的準確濃度。7、在具塞錐形瓶中加入約150mL水后，加入200mL濃鹽酸，蓋上塞子并開啟空壓機，加熱具塞錐形

6、瓶。瓶中液體沸騰后開始計時，吸收10分鐘后，關(guān)閉水泵再關(guān)閉氣泵。測定堿液吸收廢酸吸收效率。8、計算自來水和堿液吸收廢酸的效率，并效率形成差異的分析原因。5、 實驗數(shù)據(jù)記錄項目實驗序號儲液槽溶液吸收瓶溶液吸收后吸收前吸收后碳酸鈉質(zhì)量，g標定溶液體積，mL鄰苯二甲酸氫鉀，g標定溶液體積，mL鄰苯二甲酸氫鉀，g標定溶液體積，mL物理吸收10.0692140.61.475237.91.142730.1項目實驗序號儲液槽溶液吸收瓶溶液吸收后吸收前吸收后鄰苯二甲酸氫鉀，g標定溶液體積，mL鄰苯二甲酸氫鉀，g標定溶液體積，mL鄰苯二甲酸氫鉀，g標定溶液體積，mL化學吸收11.0276105.41.18523

7、0.851.280344.056、 數(shù)據(jù)處理及結(jié)論（1）物理吸收水槽中HCL濃度為：C(HCL)=吸收塔（水槽中）吸收HCL的物質(zhì)的量為： 0.009310=0.093mol吸收前吸收瓶內(nèi)NaOH 濃度為：C(NaOH)=吸收后吸收瓶內(nèi)NaOH 濃度為：C(NaOH)=吸收瓶中吸收HCL的物質(zhì)的量為：M(HCL)=吸收效率為：=91.24%（2）化學吸收吸收后水槽內(nèi)NaOH 濃度為：C(NaOH)=吸收塔（水槽中）吸收HCL物質(zhì)的量為： (0.1-0.0482)×10=0.518mol吸收前吸收瓶內(nèi)NaOH 濃度為：C(NaOH)=吸收后吸收瓶內(nèi)NaOH 濃度為：C(NaOH)=吸收

8、瓶中吸收HCL的物質(zhì)的量為：M(HCL)=吸收效率為：=99.23%由此可見，化學吸收效率高于物理吸收。7、 思考題1.填料塔吸收影響傳質(zhì)系數(shù)的因素有哪些？ 答：答：1、溫度：在一定的溫度條件下溫度對反應(yīng)有利，但當溫度很高時吸收劑會大量揮發(fā)，影響傳質(zhì)的進行。2、溶解度；吸收劑對于溶質(zhì)組分應(yīng)有較大的溶解度，這樣可以可以提高吸收速率。3、粘度：操作溫度下吸收劑的粘度要低，這樣可以改善吸收塔內(nèi)的流動狀況，從而提高吸收速率。4、填料特性：單位體積填料內(nèi)的有效接觸面積稱為比表面積，其越大傳質(zhì)系數(shù)越大。另外傳質(zhì)阻力的大小、填料的潤濕情況的好壞。物系的性質(zhì)（如流體的物性、濃度分布及流體速率）、操作條件（傳質(zhì)

9、的兩相并流、逆流等）和設(shè)備的性能也不可以忽視。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：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)種類達幾十種，按脫硫過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，操作簡單；但其脫硫產(chǎn)物的處理較難，煙氣溫度較低，不利于擴散，設(shè)備及管道防腐蝕問題較為突出。半干法、干法脫硫技術(shù)的脫硫產(chǎn)物為干粉狀，容易處理，工藝較簡單；但脫硫效率較低，脫硫劑利用率低。脫硫技術(shù)受以下因素的影響：脫硫率、硫鈣比、脫硫劑利用率、脫硫劑來源、脫硫副產(chǎn)品的處置與

10、處理、對鍋爐系統(tǒng)的原有的影響、占地面積等。濕法煙氣脫硫技術(shù)按使用脫硫劑種類可分為：石灰石石膏法、簡易石灰石石膏法、雙堿法、石灰液法、鈉堿法、氧化鎂法、有機胺循環(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。以下為煙氣脫硫技術(shù)綜合評價:采用填料塔吸收二氧化硫尾氣時，其工藝流程如下圖：該技術(shù)根據(jù)雙膜理論， SO2吸收過程屬于氣膜控制吸收過程，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

11、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自動滾涂過程上色，上色劑采用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。自動滾涂后通過烘干過程使得著色牢固。上色好色的鋁卷即可倒卷、包裝、入成品庫。 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滾涂工段產(chǎn)生的廢氣年排放量為1500萬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， 請設(shè)計方案對噴涂線產(chǎn)生廢氣進行治理。答：目前含苯廢氣治理技術(shù)主要為吸附凈化技術(shù)、吸收凈化技術(shù)、催化燃燒凈化技術(shù)、生物凈化技術(shù)和光催化氧化技術(shù)。吸

12、附凈化：吸附凈化法處理含苯廢氣是利用顆?；钚蕴?、纖維活性炭或蜂窩狀活性炭巨大的比表面積吸附廢氣中的苯系物，使其凈化。當活性炭吸附飽和后可用蒸汽進行解析，并回收吸附質(zhì)，活性炭吸附工藝最常用的是固定床吸附器。 吸收凈化：吸收法凈化含苯廢氣是采用吸收劑吸收廢氣中的苯系物。常用的吸收劑為柴油、煤油、664消泡劑、碳酸丙烯醋等。該方法對處理大風量、常溫、低濃度含苯廢氣比較有效和費用低，在工程上得到實際應(yīng)用。在噴漆工藝過程中，油漆隨壓縮空氣由噴槍中噴出，涂于工件表面，既產(chǎn)生部分漆霧飛揚，又有苯、甲苯、二甲苯等溶劑擴散。由于漆霧與溶劑混雜在氣相中，形成氣相非均一系統(tǒng)，目前主要采用吸收凈化法處理。以

13、水為吸收介質(zhì)，對“三苯”去除率達到以上80%。催化燃燒凈化：催化燃燒凈化是在克服熱力燃燒耗能大等缺點上發(fā)展起來的。目前國內(nèi)工業(yè)應(yīng)用中比較先進的工藝是采用“ 吸附濃縮一催化燃燒”流程，即將濃度較低的含苯廢氣先用蜂窩狀活性炭吸附以達到凈化空氣的目的，當吸附飽和后再用熱空氣脫附使蜂窩活性炭再生，脫附溫度控制在120150 。脫附出的含苯廢氣被送往土鈣欽礦蜂窩陶瓷催化床進行催化燃燒溫度控制在300，脫附濃度可達到2000mg/m3以上，可在催化床上維持自燃，達到節(jié)能、運行管理費用少的目的。 生物凈化：生物凈化法處理有機廢氣是在已成熟的采用微生物處理廢水方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來

14、的。生物凈化含苯廢氣過程實質(zhì)上是一種氧化分解過程。 光催化氧化法：適合處理高濃度、氣量大、穩(wěn)定性強的有毒有害氣體，是利用人工紫外線燈管產(chǎn)生的真空波紫外光作為能源來活化光催化劑，驅(qū)動氧化還原反應(yīng)，利用空氣中的氧作為氧化劑，能夠在常溫下將廢臭氣體完全氧化成無毒無害的物質(zhì)，不留任何二次污染。（1）在噴漆工藝過程中，油漆隨壓縮空氣由噴槍中噴出，涂于工件表面，既產(chǎn)生部分漆霧飛揚，又有苯、甲苯、二甲苯等溶劑擴散。由于漆霧與溶劑混雜在氣相中，形成氣相非均一系統(tǒng)，目前主要采用吸收凈化法處理。以水為吸收介質(zhì)，對“三苯”去除率達到以上80%，因此，用吸收凈化法能達到較好處理效果。（2）我國大氣污染物綜合

15、排放標準(B16297-1996)對現(xiàn)有污染源中苯、甲苯、二甲苯、非甲烷總烴的最高允許排放濃度分別為17 mg/m3 、60 mg/m3、90mg/m3、150mg/m3，而該廠廢氣中苯、甲苯、二甲苯等有害物質(zhì)的混合濃度為800mg/m3，非甲烷總烴濃度為800mg/m3，廢氣排放量比較大，可以將吸附法和催化燃燒凈化法結(jié)合起來同時使用。先采用活性炭進行吸附提濃，然后將含有高濃度有機物的解析氣進行催化燃燒。由于活性炭吸附塔具有凈化效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、相對塔高低、占地面積小、耐腐蝕、耐老化等特點，所以我設(shè)計利用專門的活性炭來吸附廢氣中的苯、甲苯、二甲苯等有機氣體，將廢氣通入立式活