Методичка 2

ХЕМОСОРБЦИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

ГИДРОКСИДОМ НАТРИЯ.

ИОННО ОБМЕННЫЙ СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ.

ЛАБОЛАТОРНАЯ РАБОТА №5

Хемосорбция диоксида углерода гидроксидом натрия

1. Общие сведения

Хемосорбционными называются гетерогенные процессы взаимодействия газа с жидкостью, в которых физическая абсорбция газа сопровождается реакцией в жидкой фазе. Хемосорбционные процессы широко распространены в промышленности.

В зависимости от соотношения скоростей реакции и абсорбции хемосорбционные процессы могут протекать в кинетической , диффузионной и промежуточной областях.

При протекании хемосорбции в кинетической области скорость хемосорбции лимитируется (тормозиться) реакцией, и для интенсификации процесса необходимо повышать температуру, использовать катализаторы, увеличивать относительный объем жидкой фазы. В случае диффузионной области для ускорения хемосорбции целесообразно увеличивать межфазную поверхность (диспергировать газ или жидкость) ,усиливать перемешивание жидкой или газовой фазы, увеличивать относительную скорость контактирующих потоков. При протекании процесса

В промежуточной области целесообразно использовать факторы, ускоряющие как реакцию, так и массообмен.

При хемосорбции диоксида углерода из смеси с воздухом водным раствором гидроксида натрия в жидкой фазе протекает реакция

.C

Указанная реакция позволяет наглядно познакомиться с хемосорбционными процессами и исследовать некоторые влияния некоторых факторов на их протекание.

2. Цель работы

1.Исследоват влияние технологического режима на скорость хемосорбции;

2.Рассчитать показатели работы хемосорбционного колонного реактора.

3. Описание лабораторной установки

Скорость подачи воздуха устанавливается с помощью ротометра 1, а скорость подачи диоксида углерода – с помощью ротаметра 2 с использованием градуировочных графиков (рис.3.1)

Стр 4.

Смесь диоксида углерода с воздухом может подаваться или и в барботажную колонну 3, или в насадочную колонну 4 с помощью трехходовых кранов 5 и 6. Слив или отбор на анализ реакционной смеси производится с помощью кранов 7 и 8 .

Рис…

Рис. 3.1. Схема лабораторной установки хемосорбции диоксида углерода гидрогидроксидом натрия: 1- ротаметр для установки расхода воздуха; 2- ротаметр для установки расхода диоксида углерода ; 3- барботажная хемосорбционная колонна ; 4- насадочная хемосорбционная колонна ; 5,6, -трехходовые краны; 7,8,- двухходовые краны.

4.Порядок проведения работы

1.Проанализировать исходный водный раствор на содержание гидроксида натрия;

2. Залить заданный объем водного раствора гидроксида натрия в соответствующую хемосорбционную колонну;

3. Cоединить расходные линии ротамеров с соответствующей хемосорбционной колонной с помощью трехходовых кранов 5 и6 ;

4. Рассчитать объемные расходы диоксида углерода и воздуха, быстро установить расходы с помощью вентилей ротаметров 1 и 2, заметить время начала процесса хемосорбции;

5. Поддерживая установленные расходы газов, проводить хемосорбцию в течение заданного времени. Опредилить объем реакционной зоны по уровню жидкости в хемосорбционной колонне;

6. Прекратить подачу газов по истечении заданного времени с помощью ротаметров 1 и 2

Cтр5

7. Слить реакционную смесь из соответствующей хемосорбционной колонны в приемную колбу с помощью кранов 7 и в и провести ее анализ на содержание гидроксида натрия.

5. Задание на выполнение работы

Преподавателем задаются следующие исходные данные:

1.Тип хетосорбционной колонны (барботажная , насадочная )

2.Исходный объем водного раствора гидроксида натрия ,.

3.Объемная скорость газовой смеси .

4.Объемная доля диоксида углерода в газовой смеси m;

5.Продолжительноть процесса хемосорбции , мин.

6. Методика анализов водного раствора гидроксида натрия

В колбу для титрования наливают 20 см дистиллированной воды и с помощью пипетки с грушей отбирают пробу 1 сманализируемой смеси в колбу для титрования. Добавив 2-3 капли индикатора (фенолфталена) , титруют раствором соляной кислоты 0,1 моль/дмдо исчезновения розовой окраски.

Концентрацию NaОН в анализируемой смеси рассчитывают

по формуле 6.1 :

(6.1)

Где ..- концентрация .. в реакционной смеси, моль/дм.

- количество соляной кислоты, пошедшей на титрование пробы, см.

К- поправочный коэффициент концентрации раствора соляной кислоты (указан на склянке с кислотой);

.пробы = 1см- объем отбираемой пробы.

7 Расчетная часть

Степень превращения гидроксида натрия (%):

Х

Где - концентрация гидроксида натрия в исходной смеси, моль/дм..:

.. –концентрация гидроксида натрия в реакционной смеси, моль/дм.

Стр 6