Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка ОХТ.doc
Скачиваний:
364
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
758.27 Кб
Скачать

4.2. Абсорбция диоксида серы

Цель работы – исследование процесса абсорбции SO2 и установление влияния параметров (концентрации SO2, концентрации поглотителя и его химического состава) на степень абсорбции SO2.

Отходящие газы тепловых электростанций, котельных, металлургических заводов, сернокислотных цехов и ряда других производств содержат 0,2–1,0 об. % SO2. Выброс таких газов в атмосферу недопустим из-за вредного воздействия SO2 на окружающую среду. Разработано большое количество методов очистки газов от SO2, наиболее распространенным из которых является абсорбция SO2 жидкими поглотителями (растворы соды, аммиака, гидроксида натрия, сульфата аммония, а также вода).

Абсорбция SO2 указанными растворами сопровождается следующими химическими реакциями:

Na2CO3 + SO2 = Na2SO3 + CO2;

Na2CO3 + 2SO2 + H2O = 2NaHSO3 + CO2;

2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O;

NaOH + SO2 = NaHSO3;

2NН4OH + SO2 = (NH4)2SO3 + H2O;

(NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2NH4НSO3;

H2O + SO2 = H2SO3.

Абсорбция SO2 раствором соды используется как промышленный способ получения сульфита натрия. Эту реакцию при температурах до 95С можно считать необратимой.

4.2.1. Описание лабораторной установки и порядок выполнения работы

Диоксид серы, абсорбируемый жидкими поглотителями, получают путем сжигания колчедана согласно уравнению реакции

4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2.

Для этого используется горизонтальная трубчатая печь с электрообогревом 6 (рис. 7), в фарфоровую трубку которой помещается лодочка с навеской колчедана.

Температура в печи измеряется термопарой и регулируется автоматически потенциометром. Воздух в трубчатую печь подается с помощью компрессора 8, объемный расход воздуха измеряется реометром 7 и регулируется краном 9. Выходящий из печи газ, содержащий SO2 и воздух, подается в абсорбер 4, который представляет собой стеклянную трубку, заполненную насадкой. Орошающую жидкость подают из емкости 1 с расходом 10–30 мл/мин. Расход орошающей жидкости регулируют краном 2. Раствор, вытекающий из абсорбера, поступает в сборник 5, а отходящий газ – в склянку с раствором йода 10 и далее в аспиратор 11.

Рис. 7. Схема лабораторной установки:

1 − емкость; 2 − кран; 3 − трехходовой кран; 4 − абсорбер; 5 − сборник; 6 − трубчатая печь; 7 − реометр; 8 − компрессор; 9 − кран; 10 − дрексель; 11 − аспиратор; 12 − мерный цилиндр

Порядок выполнения работы

  1. Приготовьте склянку с раствором йода для анализа содержания SO2 в газе после абсорбера. Для этого в поглотительную колбу внесите пипеткой отмеренный объем (15–20 мл) 0,01 н раствора йода, добавьте 2–3 капли крахмала и доведите объем раствора водой до 1/3 склянки.

  2. Приготовьте согласно заданию раствор поглотителя и залейте его в сосуд 1). Установите необходимый расход жидкого поглотителя с помощью крана 2, для чего поставьте мерный цилиндр на 50 мл и замерьте время, за которое в него натечет определенное количество раствора.

  3. Взвесьте с точностью до 0,01 г навеску колчедана заданного состава вместе с лодочкой, которую осторожно поставьте в печь 6 после достижения в ней заданной температуры, и плотно закройте отверстие трубки пробкой, с которой соединена абсорбционная колонка 4.

  4. Включите компрессор, установите заданную скорость воздуха по реометру 7 вентилем 9.

  5. Газ пропускайте через поглотительную склянку в течение времени, заданного преподавателем. При пропускании газа давление в аспираторе должно быть равно атмосферному, что контролируется водяным манометром в аспираторе. Воду, вытекшую из аспиратора, собирают в мерный цилиндр 12 емкостью 500–1000 мл.

  6. Оттитруйте 0,01 н раствором тиосульфата натрия избыток йода, не связавшийся с SO2, в поглотительной склянке.

  7. После окончания опыта отключите компрессор. Закройте краны 2 и 9, достаньте лодочку, охладите ее, после чего взвесьте с точностью до 0,01 г.