4.2.2. Расчет показателей процесса абсорбции диоксида серы

По полученным экспериментальным данным рассчитывают степень абсорбции и концентрацию SO₂ на выходе из абсорбера.

Степень абсорбции SO₂ (Х), %, находят по формуле

, (48)

где – масса SO₂, поступившего в абсорбционную колонку, г; – масса SO₂ на выходе из абсорбционной колонки, г.

Массу SO₂, поступившего в абсорбционную колонку, рассчитывают исходя из уравнения

S + O₂ = SO₂.

Массу выгоревшей серы определяют согласно соотношению

m_s = m /К, (49)

где m = m₁ – m₂; m₁ – масса лодочки с колчеданом до обжига; m₂ – масса лодочки с колчеданом после обжига; К – коэффициент, учитывающий прирост массы за счет образования Fe₂O₃.

Коэффициент К рассчитывается исходя из уравнения

4FeS₂ + 11O₂ = 8SO₂ + 2Fe₂O₃

и равен 0,63.

Массу сернистого ангидрида на выходе из абсорбционной колонки определяют согласно уравнению реакции

SO₂ + I₂ + 2H₂O = H₂SO₄ + 2HI.

Массу йода, вступившего во взаимодействие с SO₂, находят по разности

, (50)

где – масса йода в поглотительной склянке до начала абсорбции SO₂; – масса йода, оттитрованная раствором тиосульфата натрия согласно уравнениюI₂ + 2S₂O₃^2-  2I^- + SO₄O₆^2-, после окончания опыта.

Объемную долю SO₂ в отходящем газе после абсорбции , об. %, рассчитывают по формуле

(51)

где – объем SO₂, который обесцветил раствор йода, мл; V_возд – объем воздуха, который прошел через поглотительную склянку, рассчитывается по формуле

V_возд = V_воды  273,15 (Р_а – Р_в)/ (Т  Р₀), (52)

где V_воды – объем воды, которая вытекла из аспиратора, мл; Р_а – атмосферное давление в момент опыта, кПа; Р_в – парциальное давление паров воды согласно табл. 8, кПа; Т – температура воды в аспираторе, К; Р₀ – стандартное давление, Р₀ = 101,325 кПа.

Табл. 8. Равновесное давление паров воды

Т, К	289	290	291	292	293	294	295	296	297
Рв, кПа	1,800	1,920	2,053	2,173	2,320	2,466	2,626	2,786	2,960

Результаты исследования процесса абсорбции SO₂ жидкими поглотителями представьте в виде табл. 9.

4.2.3. Задание к лабораторной работе

1. Исследуйте влияние химического состава поглотителя, его расхода, концентрации и температуры на степень абсорбции SO₂ и объемную долю SO₂ в отходящем газе. Необходимо провести несколько опытов согласно заданию преподавателя.

2. Постройте графические зависимости степени абсорбции SO₂ от исследуемых факторов.

3. На основании полученных результатов сделайте вывод об их соответствии известным теоретическим положениям.

Табл. 9. Условия опыта, экспериментальные и расчетные данные

Условия опыта, экспериментальные и расчетные данные	№ опыта
	1	2	3
Расход воздуха, мл/мин
Температура обжига колчедана, С
Поглотитель
Расход поглотителя, мл/мин
Масса лодочки с колчеданом до опыта, г
Масса лодочки с колчеданом после опыта, г
Объем воды, вытекшей из аспиратора, мл
Объем 0,01 н раствора йода в поглотительной склянке, мл
Объем тиосульфата натрия, пошедшего на титрование, мл
Температура воды в аспираторе, С
Атмосферное давление, кПа
Степень абсорбции SO2, %
Концентрация SO2в отходящем газе, % об.