5.2.1. Описание лабораторной установки и порядок выполнения работы

Схема установки представлена на рис. 9.

Рис. 9. Схема лабораторной установки:

1 – баллон с SO₂; 2 – сухой фильтр; 3 – расходомер SO₂; 4 – компрессор; 5 – осушитель воздуха (склянка Тищенко с раствором серной кислоты); 6 – фильтр; 7 – расходомер воздуха; 8 – смеситель; 9 – газоанализатор; 10 – регистрирующий блок анализатора; 11 – автоматический потенциометр; 12 – контактный аппарат; 13 – трехходовой кран; 14 – дрексель с раствором йода; 15 – аспиратор; 16 – мерный цилиндр; 17 – водяной манометр; 18 – поглотительный дрексель с раствором соды

Основным элементом установки является контактный аппарат, состоящий из трубчатой электрической печи и кварцевой трубки, в которую помещен слой ванадиевого катализатора. Регулировка температуры газовой смеси на входе в слой катализатора производится с помощью автоматического потенциометра 11. Исходную газовую смесь с содержанием SO₂ 5–10 об. % (по заданию преподавателя) получают смешением воздуха с диоксидом серы, подаваемым из баллона 1 через фильтр 2 в смеситель 8. Воздух, подаваемый компрессором 4, последовательно проходит склянку Тищенко 5, заполненную серной кислотой (для удаления из воздуха паров воды), фильтр 6 в смеситель 8. Расход контролируют реометром 7. Газовая смесь из смесителя 8 направляется в газоанализатор 9, с помощью которого непрерывно контролируется концентрация диоксида серы, и далее поступает в контактный аппарат 12. Окисление диоксида серы происходит на ванадиевом катализаторе в фильтрующем слое. Из контактного аппарата газ выходит в атмосферу через поглотительную склянку с раствором соды. Объемную долю SO₂ в газе до контактного аппарата определяют с помощью газоанализатора 9 автоматически, а после контактирования определяют йодометрическим методом. Для этого газ, выходящий из контактного аппарата, направляется в дрексель 14, заполненный раствором йода. Объем газа, прошедшего через дрексель 14, определяют с помощью аспиратора 15. Подачу газа на анализ осуществляют краном 13. Для непрерывного контроля концентрации SO₂ до подачи его в контактный аппарат служит газоанализатор, состоящий из датчика с преобразователем 9 и показывающего прибора 10.

Порядок выполнения работы

Опыт начинают с разогрева контактного аппарата до заданной преподавателем температуры, предварительно установив требуемый расход воздуха, а температуру с помощью автоматического потенциометра 11.

Подачу SO₂ для получения газовой смеси определенной концентрации начинают при достижении заданной температуры. Объемную долю SO₂ в исходной газовой смеси, подаваемой в контактный аппарат, определяют с помощью автоматического газоанализатора. Температуру на входе в слой катализатора поддерживают в интервале 380–500С в зависимости от задания.

Основным контролируемым параметром, служащим для последующего расчета показателей процесса, является объемная доля диоксида серы в отходящем газе после контактного аппарата. К анализу содержания диоксида серы в газе после контактного аппарата приступают через 5 мин после начала работы установки (для выхода системы на установившийся режим).

После снятия показаний изменяются параметры проведения процесса (по заданию преподавателя) и опыт повторяют.

По окончании всех опытов выключают подачу SO₂ и продувают установку воздухом до исчезновения белого тумана Н₂SO₄ на выходе из аппарата (стадия отдувки установки). После этого выключают электрообогрев и воздуходувку, закрывают все краны на подводящих и отводящих линиях.