水吸收低浓度SO2填料吸收塔设计 第一部分设计任务、依据和要求 一、设计任务及操作条件 1、混合气体（空气中含SO 2 气体的混合气体）处理量为90 kmol/h 2、混合气体组成：SO 2 含量为7.6%（摩尔百分比），空气为：92.4%（mol/%） 3、要求出塔净化气含SO 2为：0.145%（mol/%），H 2 O为：1.172 kmol/h 4、吸收剂为水，不含SO 2 5、常压，气体入塔温度为25°C，水入塔温度为20°C。 二、设计内容 1、设计方案的确定 2、填料吸收塔的塔径、填料层高度及填料层压强的计算。 3、填料塔附属结构的选型与设计。 4、填料塔工艺条件图。 三、H2O- SO2 在常压20 °C下的平衡数据
四、 气体与液体的物理性质数据 气体的物理性质： 气体粘度()0.0652/G u kg m h =? 气体扩散系数20.0393/G D m s = 气体密度31.383/G kg m ρ= 液体的物理性质：液体粘度 3.6/()L u kg m h =? 液体扩散系数625.310/L D m s -=? 液体密度 3998.2/L kg m ρ= 液体表面张力 4273/92.7110/L dyn cm kg h σ==? 五、 设计要求 1、设计计算说明书一份 2、填料塔图（2号图）一张
第二部分 SO2净化技术和设备 一、SO2的来源、性质及其危害： 1、二氧化硫的来源 二氧化硫的来源很广泛，几乎所有企业都要产生二氧化硫，最主要途径是含硫化石燃料的燃烧。大约一吨煤中含有5-50kg硫，一吨石油中含有5-30kg硫。这些燃料经燃烧都产生并排放出二氧化硫，占所有排放总量的96%. 二氧化硫的来源包括微生物活动，火山活动，森林火灾以及海水飞沫。主要有自然来源和人为来源两大类： 自然来源主要是火山活动，喷出的火山气体中含有大量的二氧化硫气体，地质深处的天然硫元素在火山喷发过程中燃烧氧化为二氧化硫，随火山灰一起喷射到大气中。地球上57%的二氧化硫来自自然界，沼泽、洼地、大陆架等处所排放的硫化氢，进入大气，被空气中的氧氧化为二氧化硫。自然排放大约占大气中全部二氧化硫的一半，通过自然循环过程，自然排放的硫基本上是平衡的。 人为来源则指在人类进行生产、生活活动中，使用含硫及其化合物的矿石进行燃烧，以及硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥纸浆的生产等产生的工业废气，从而使其中一部分或全部的硫以二氧化硫的形式排放到大气中，形成二氧化硫污染。这部分二氧化硫占地球上二氧化硫来源的43%。随着化石燃料消费量的不断增加，全世界认为排放的二氧化硫在不断在增加，其中北半球排放的二氧化硫占人为排放总量的90%。我国的能源主要依靠煤炭和石油，而我国的煤炭、石油一般含硫量较高，因此，火力发电厂、钢铁厂、冶炼厂、化工厂和炼油厂排放出的大量二氧化硫和二氧化碳是造成我国大气污染的主要原因。由于我国部分地区燃用高硫煤，燃煤设备未能采取脱硫措施，致使二氧化硫排放量不断增加，造成严重的环境污染。 2、二氧化硫的性质 (1)物理性质： 二氧化硫又名亚硫酸酐，英文名称： sulfur dioxide 。无色气体，有强烈刺激性气味。分子量64.07 密度为1.4337kg/m3 （标准状况下），密度比空气大。溶解度：9.4g/mL（25℃）熔点－76.1℃（200.75K）沸点－10℃ （263K）
实验十四.大气中二氧化硫物质的采集与测试 二氧化硫是主要大气污染物之一，为大气环境污染例行监测的必测项目。它来源于煤和石油等燃料的燃烧，含硫矿石的冶炼硫酸等化工产品生产排放的废气。二氧化硫是一种无色、易溶于水、有刺激性气味的气体，能通过呼吸进入气管，对局部组织产生刺激和腐蚀作用，是诱发支气管炎等疾病的原因之一，特别是当其它烟尘等气溶胶共存时，可加重对呼吸道粘膜的损害。废气与空气中二氧化硫都是必测内容之一。 表14-1.常用废气二氧化硫手工分析方法及性能比较 测定空气中SO2常用方法有四氯汞盐吸收一副玫瑰苯胺分光光度法、甲醛吸收一副玫瑰苯胺分光光度法等。 两种方法的对比见表14-2
表14-2.环境空气二氧化硫分析方法及性能比较 本实验采用四氯汞盐吸收—副玫瑰苯胺分光光度法。 一.实验目的: 掌握四氯汞钾溶液吸收，盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定大气中二氧化硫浓度的分析原理和操作技术，掌握采样器的使用。 二.实验原理: 空气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，此络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺发生反应，生成紫红色的络合物，据其颜色深浅，用分光光度法测定。按照所用的盐酸副玫瑰苯胺使用液含磷酸多少，分为两种操作方法。方法一：含磷酸
量少，最后溶液的pH值为1.6±0.1，呈红紫色，最大吸收峰在548nm 处，方法灵敏度高，但试剂空白值高。方法二：含磷酸量多，最后溶液的pH值为1.2±0.1，呈蓝紫色，最大吸收峰在575nm处，方法灵敏度较前者低，但试剂空白值低，是我国广泛采用的方法。本实验采用方法二测定。方法原理的反应式： HgCl2+2NaCL=Na2HgCl4（四氯汞钠） HgCl2+2KCL=K2HgCl4（四氯汞钾）〔HgCl4〕2-+SO2+H2O→〔HgCl2SO3〕2-+2Cl-＋2H+（二氯亚硫酸汞的络离子）此结合物中加入盐酸付玫瑰苯胺和甲醛的溶液后，先与甲醛反应：〔HgCl2SO3〕2＋HCHO十2H+→HgCl2＋HOCH2SO3H（羟基甲基磺酸） 盐酸付玫瑰苯按在有盐酸存在时，首先褪色成PRA无色酸。 PRA无色酸与HO-CH2-SO3H进一步反应，形成PRA甲基磺酸，呈现玫瑰紫红色。 三.实验仪器与试剂:
《化工原理课程设计》报告 设计任务书 （一）设计题目 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的SO2，混合 气体的处理为2500m3/h,其中SO2（体积分数）8﹪。要求塔 板排放气体中含SO2低于0.4％，采用清水进行吸收。（二）操作条件 常压，20℃ （三）填料类型 选用塑料鲍尔环、陶瓷拉西环填料规格自选 （四）设计内容 1、吸收塔的物料衡算 2、吸收塔的工艺尺寸计算 3、填料层压降的计算 4、吸收塔接管尺寸的计算 5、绘制吸收塔的结构图
6、对设计过程的评述和有关问题的讨论 7、参考文献 8、附表 目录 一、概述 (4) 二、计算过程 (4) 1. 操作条件的确定 (4) 1.1吸收剂的选择 (4) 1.2装置流程的确定 (4) 1.3填料的类型与选择 (4) 1.4操作温度与压力的确定 (4) 2. 有关的工艺计算 (5) 2.1基础物性数据 (5) 2.2物料衡算 (6) 2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (6) 2.4填料层降压计算 (11) 2.5吸收塔接管尺寸的计算 (12) 2.6附属设备……………………………………………… ..12 三、评价 (13) 四、参考文献 (13) 五、附表 (14)
一、概述 填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用 耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量小，有腐蚀性的物 料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料 顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气 液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液 传质设备。 二、设计方案的确定 (一) 操作条件的确定 1．1吸收剂的选择 因为用水作吸收剂，同时SO2不作为产品，故采用纯溶剂。 1．2装置流程的确定 用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程，故为提高传 质效率，选择用逆流吸收流程。 1．3填料的类型与选择 用不吸收SO2的过程，操作温度低，但操作压力高，因 为工业上通常选用塑料散堆填料，在塑料散堆填料中，塑
环境空气二氧化硫的测定 甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法 GB/T 15262-94 Ambient air—Determination of sulfur dioxide— Formaldehyde absorbing-pararosaniline spectrophotometry 1 主题内容与适用范围 1.1 主题内容 本标准规定了甲醛副玫瑰苯胺分光光度法测定环境空气中的二氧化硫。 1.2 适用范围 1.2.1 本标准适用于环境空气中二氧化硫的测定。 1.2.2 测定下限： 当用10mL吸收液采样30L时，本法测定下限为0.007mg／m3；当用50mL吸收液连续24h采样300L时，空气中二氧化硫的测定下限为0.003mg／m3。 1.2.3 干扰与消除： 主要干扰物为氮氧化物、臭氧及某些重金属元素。样品放置一段时间可使臭氧自动分解；加入氨磺酸钠溶液可消除氮氧化物的干扰；加入CDTA可以消除或减少某些金属离子的干扰。在10mL样品中存在50μg钙、镁、铁、镍、镉、铜等离子及5μg二价锰离子时，不干扰测定。 2 原理 二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物。在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出二氧化硫与副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，用分光光度计在577nm处进行测定。 3 试剂 除非另有说明，分析日十均使用符合国家标准的分析纯试剂和蒸馏水或同等纯度的水。 3.1 氢氧化钠溶液，c(NaOH)＝1.5mo1／L。 3.2 环已二胺四乙酸二钠溶液，c(CDTA-2Na)＝0.05mo1／L。
称取1.82g反式1，2-环已二胺四乙酸[(trans-l，2-cyclohexylen edinitilo) tetraacetic acid,简称CDTA，加入氢氧化钠溶液(3.4)6.5mL，用水稀释至100mL。 3.3 甲醛缓冲吸收液贮备液。吸取36％～38％的甲醛溶液5.5mL，CDTA-2Na溶液(3.2)20.00mL；称取2.04g邻苯二甲酸氢钾，溶于小量水中；将三种溶液合并，再用水稀释至100mL，贮于冰箱可保存1年。 3.4 甲醛缓冲吸收液。 用水将甲醛缓冲吸收液贮备液(3.3)稀释100倍而成。临用现配。 3.5氨磺酸钠溶液，0.608／100mL。 称取0.60g氨磺酸(H2NS03H)置于100mL容量瓶中，加入4.0mL氢氧化钠溶液(3.1)，用水稀释至标线，摇匀。此溶液密封保存可用10天。 3.6 碘贮备液，c=(1／2I2)；0.1mol/L。 称取12.7g碘(I2)于烧杯中，加入40g碘化钾和25mL水，搅拌至完全溶解，用水稀释至1000mL，贮存于棕色细口瓶中。 3.7 碘溶液，c(1／2I2)＝0.05mol／L。 量取碘贮备液(3.6)250mL，用水稀释至500mL，贮于棕色细口瓶中。 3.8 淀粉溶液，0.58／100mL。 称取0.5g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，慢慢倒入100mL沸水中，继续煮沸至溶液澄清，冷却后贮于试剂瓶中。临用现配。 3.9 碘酸钾标准溶液，c(1／6KIO 3 )＝0.1000mol/L。 称取3.5667g碘酸钾(KIO3优级纯，经110℃干燥2h)溶于水，移入1000m1容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。 3.10 盐酸溶液(1＋9)。 3.11 硫代硫酸钠贮备液，c(Na 2S 2 O 3 )＝0.10mol/L。 称取25.0g硫代硫酸钠(Na 2S 2 O 3 ·5H 2 O)，溶于1000mL新煮沸但已冷却的水中，加 入0.2g无水碳酸钠，贮于棕色细口瓶中，放置一周后备用。如镕液呈现混浊，必须过滤。 3.12 硫代硫酸钠标准溶液，c(Na 2S 2 O 3 )=0.05mol／L。
大气中二氧化硫的去除方法 一、实验背景： 二氧化硫是我国工矿城市最主要的大气污染物之一。严重的大气二氧化硫污染会对人体健康产生危害，也是形成酸雨的主要原因。对此，一方面应加强对工厂二氧化硫废气治理工程的建设，另一方面应积极开展绿化，大力推广种植对二氧化硫抗性和吸收都强的树种，以净化大气，保护和改善环境质量。 二、实验目的： 通过本实验，学习植物叶片中二氧化硫含量的测定方法以及测定不同植物对二氧化硫的吸收效果。 三、实验原理： 二氧化硫是当前污染大气的主要有害因子之一, 它主要来源于烟气中二氧化硫的排放, 烟气中二氧化硫以气态和尘态两种形式存在。据国内外有关资料报道, 植物叶片中硫主要从大气中吸收, 一般主要积累在叶片中, 不转移到其他部位。而植物的根从土壤中吸收的硫, 一般很少向叶片转移。因此, 测定出植物叶片中硫含量, 就可判断出大气二氧化硫污染情况。本文对包头市区内的多种植物叶片含硫量进行测定, 同时测定大气中二氧化硫的污染状况。 四、实验材料 杨树叶、桑树叶、龙柏树叶、槐树叶、聚乙烯塑料袋、甲醛缓冲溶液、U型玻板吸收管、玻璃珠、浓硝酸、小漏斗、酒精灯、滤纸五、实验步骤
1、采样点的设置 根据包头市大气污染状况, 选择4个采样点, 并以其中一处作为对照点。选取4种包头市区常见、并对二氧化硫有较强吸附累积性的植物叶片为测试对象, 依次为杨树叶、桑树叶、龙柏树叶、槐树叶。 2、样品的采集与制备 （1）植物样品采集与制备 将每个采样点采集的样品分装在不同的聚乙烯塑料袋, 将每种样品(30g)分为2份, 其中1份清洗, 晾干备用; 另1份不清洗。将样品在空气中风干后, 去除主脉, 经粉碎机磨碎, 过80目筛, 储存于干燥的聚乙烯塑料瓶中备用。 （2）大气样品的采集 用内装10ml甲醛缓冲溶液作为吸收液的U型玻板吸收管, 以0.5l/min的流量采样, 采样时吸收液温度应保持在23-29c范围内。3、样品含硫量的测定 （1）植物叶片含硫量的测定 称量0.2500g样品(0.5mm)于50ml 刻度试管, 加人玻璃珠两个和浓硝酸3ml 。管口加盖小漏斗, 放置过夜。 将试管插入消煮器中加热至150c, 消煮1h,通过小漏斗加人60%-70%HCLO4 2ml, 慢慢加温至235c消煮2h。 除去漏斗, 加HCL 1ml , 在150c下加热20min。自消煮器中取出试管, 冷却, 加35c水和10ml缓冲盐溶液, 定容至50ml。 用滤纸过滤至150ml 烧杯中, 加0.3gBaCl2.2H2O 晶粒, 于
齐齐哈尔大学 化工原理课程设计说明书水吸收SO2填料塔(3200m3/h) 学院：食品与生物工程学院 专业班：生工112班 姓名：蒋燕妮 学号： 2011053072 指导教师：赵国君 设计时间：2014.06.23—07.06
摘要 吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离气态均相混合物的 一种单元操作。在化工生产中主要用于原料气的净化，有用组分的回收等。 气液两相的分离是通过它们密切的接触进行的，在正常操作下，气相为连续相而液相为分散相，气相组成呈连续变化，气相中的成分逐渐被分离出来。填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备，属微分接触逆流操作过程。塔的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。支撑板上的填料有整砌和乱堆两种方式。填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒于填料层上。填料层的空隙率超过90%，一般液泛点较高，单位塔截面积上填料塔的生产能力较高，研究表明，在压力小于0.3MPa时，填料塔的分离效率明显优于板式塔。 这次课程设计的任务是用水吸收空气中的二氧化硫，然后再进行解吸处理得到二氧化硫。要求设计包括塔径、填料塔高度、塔管的尺寸等，需要通过物料衡算得到所需要的基础数据，然后进行所需尺寸的计算得到各种设计参数，为图的绘制打基础，提供数据参考。 关键词：水；二氧化硫；吸收；填料塔；物料衡算
Abstract Absorption is an important unit operation in the differences in solubility using mixture gas in the liquid in the separation of gaseous homogeneous mixture. In the chemical production is mainly used for purifying raw gas, recovery of valuable components etc.. Separation of gas-liquid two-phase is close contact with them, in normal operation, the gas phase as the continuous phase and the liquid phase is dispersed phase, gas phase composition of a continuous change, the gas phase composition was gradually isolated. The tower is gas-liquid in gas-liquid mass transfer equipment of continuous contact, belonging to differential contact counter-current operation. At the bottom of the tower with a supporting plate for supporting the filler, and allow the liquid through the. The support plate and a whole masonry filler has two ways. The liquid distribution device above the filler layer, so that the liquid is uniformly sprayed on the filler layer. Void filler layer rate exceeds 90%, the general flooding points higher, the tower unit cross-sectional area of packing tower production capacity is higher, research shows that, the pressure is less than 0.3MPa, the separation efficiency of packed tower is obviously better than that of the plate tower. The curriculum design task is the absorption of sulfur dioxide in air with water, and then desorption with sulfur dioxide. Design requirements including the tower diameter, height of packed tower, tower tube size, need through the material balance to get basic data needed, and then calculate the required size of the various design parameters, for drawing foundation, to provide data for reference. Keywords: water; sulfur dioxide; absorption; packed tower; material balance
实验五 大气中二氧化硫的测定 （盐酸副玫瑰苯胺分光光度法） 一、原 理 大气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，此络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺发生反应，生成紫红色的络合物，其颜色深浅与SO 2含量成正比，用分光光度法在波长575 nm 处测吸光度。 HgCl 2 + 2KCl = K 2[HgCl 4] [HgCl 4]2- + SO 2 + H 2O = [HgCl 2SO 3]2- + 2H + + 2Cl - [HgCl 2SO 3]2- + HCHO + 2H + = HgCl 2 + HOCH 2SO 3H (羟基甲基磺酸) 二、仪器 （方法二测定） 1．多孔玻板收吸管（用于短时间采样），多孔玻板吸收瓶（用于24h 采样）。 2．空气采样器：流量0～1L/min 。 按照所用的盐酸副玫瑰苯胺使用液含磷酸多少分 方法一：（含H 3PO 4少）：最终显色PH = 1.6±0.1，显色后溶液呈红紫色，最大吸收波长在548 nm 处，最低检 方法二：（含H 3PO 4多）：最终显色PH = 1.2±0.1，显 色后容液呈蓝紫色，最大吸收波长575nm 处，最低检C Cl HCl ·H 2N NH 2HCl NH 2·HCl+HOCH 2SO 3H → H 2N C NH 2 H -N +-CH 2SO 3H （紫红色络合物） Cl+H 2O+3H ++3Cl - SO 2↑、颜色↑、吸光值↑ 0.75μg/25m L
3．分光光度计。 三、试剂 1．0.04 mol/L四氯汞钾（K2[HgCl4]）吸收液：称取10.9gHgCl2、6.0gKCl和0.070g乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA-Na，用于消除或减少某些金属离子的干扰）溶于水，稀释至1000mL，密闭贮存，可稳定6个月，如发现沉淀，不能再用。 2．2.0 g / L甲醛溶液：量取36 ～ 38 %甲醛溶液1.1mL，用水稀释至200mL，临用现配。 3．6.0 g / L氮基磺酸铵溶液：称取0.60 g氨基磺酸铵（H2NSO3NH4），溶于100mL水中，临用现配。 4．碘贮备液（C1/2I2= 0.10mol/L）:称取12.7g碘于烧杯中，加入40g碘化钾和25mL 水，搅拌至全部溶解后，用水稀释至1000mL，贮于棕色试剂瓶中。 5．碘使用液（C1/2I2= 0.010mol/L）：量取50mL碘贮备液，用水稀释至500mL，贮于棕色试剂瓶中。 6．2g/L淀粉指示剂：称取 0.20g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，慢慢倒入100mL 沸水中，继续煮沸直至溶液澄清，冷却后贮于试剂瓶中。 7．碘酸钾标准溶液（C1/6KIO3= 0.1000mol/L）： 称取3.5668g碘酸钾（KIO3，优级纯，110℃烘干2h），溶解于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线。 8．盐酸溶液（HCl = 1.2mol/L）：量取100mL浓盐酸，用水稀释至1000mL。 9．硫代硫酸钠贮备液（Na2S2O3 ≈0.1 mol / L），称取25g硫代硫酸钠（Na2S2O3、5H2O），溶于1000mL新煮沸并已冷却的水中，加0.20g无水碳酸钠，贮于棕色瓶中，放置一周后标定其浓度。若溶液呈现浑浊时，应该过滤。 *标定方法：吸取碘酸钾标准溶液25.00mL，置于250mL碘量瓶中，加70mL新煮沸并已冷却的水，加1.0 g碘化钾，振荡至完全溶解后，再加1.2mol/L盐酸溶液10.0mL，立即盖好瓶塞，混匀。在暗处放置5min后，用硫化硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加淀粉指标剂5mL，继续滴定至蓝色刚好消失。
14实验十四大气中二氧化硫物质的采集与 测试
实验十四.大气中二氧化硫物质的采集与测试二氧化硫是主要大气污染物之一，为大气环境污染例行监测的必测项目。它来源于煤和石油等燃料的燃烧，含硫矿石的冶炼硫酸等化工产品生产排放的废气。二氧化硫是一种无色、易溶于水、有刺激性气味的气体，能通过呼吸进入气管，对局部组织产生刺激和腐蚀作用，是诱发支气管炎等疾病的原因之一，特别是当其它烟尘等气溶胶共存时，可加重对呼吸道粘膜的损害。废气与空气中二氧化硫都是必测内容之一。 表14-1.常用废气二氧化硫手工分析方法及性能比较 测定空气中SO2常用方法有四氯汞盐吸收一副玫瑰苯胺分光光度法、甲醛吸收一副玫瑰苯胺分光光度法等。 两种方法的对比见表14-2 表14-2.环境空气二氧化硫分析方法及性能比较
本实验采用四氯汞盐吸收—副玫瑰苯胺分光光度法。 一.实验目的: 掌握四氯汞钾溶液吸收，盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定大气中二氧化硫浓度的分析原理和操作技术，掌握采样器的使用。二.实验原理: 空气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，此络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺发生反应，生成紫红色的络合物，据其颜色深浅，用分光光度法测定。按照所用的盐酸副玫瑰苯胺使用液含磷酸多少，分为两种操作方法。方法一：含磷酸量少，最后溶液的pH值为1.6±0.1，呈红紫色，最大吸收峰在548nm处，方法灵敏度高，但试剂空白值高。方法二：含磷酸量多，最后溶液的pH值为1.2±0.1，呈蓝紫色，最大吸收峰
在575nm处，方法灵敏度较前者低，但试剂空白值低，是我国广泛采用的方法。本实验采用方法二测定。方法原理的反应式： HgCl2+2NaCL=Na2HgCl4（四氯汞钠） HgCl2+2KCL=K2HgCl4（四氯汞钾）〔HgCl4〕2-+SO2+H2O→〔HgCl2SO3〕2-+2Cl-＋2H+（二氯亚硫酸汞的络离子）此结合物中加入盐酸付玫瑰苯胺和甲醛的溶液后，先与甲醛反应：〔HgCl2SO3〕2＋HCHO十2H+→HgCl2＋HOCH2SO3H（羟基甲基磺酸） 盐酸付玫瑰苯按在有盐酸存在时，首先褪色成PRA无色酸。
（一）设计方案的确定 用水吸收S02，为提高传质效率，选用逆流吸收过程。因用水作为吸收剂，且S02不作为产品，故采用纯溶剂。 （二）填料的选择 该系统不属于难分离的系统，操作温度及压力较低，可采用散装填料，系统中有S02，有一定的腐蚀性，故考虑选用塑料鲍尔环，由于系统压降无特殊要求，考虑到不同尺寸鲍尔环的传质性能选用D g38塑料鲍尔填料。 （三）设计步骤 本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计 （1）吸收塔的物料衡算； （2）填料塔的工艺尺寸计算；主要包括：塔径，填料层高度，填料层压降； （3）设计液体分布器及辅助设备的选型； （4）绘制有关吸收操作图纸。 （四）基础数据 1、液相的物性数据 对于低浓度的吸收过程，溶液的物性数据可以近似取水的物性数据，由手册查得，20℃时水的有关物性数据如下： 密度 ρ=998.2 kg/m3 L 粘度 μ=0.001 Pa·s=3.6 kg/(m·h) L
表面张力 L σ=73 dyn/cm=940 896 kg/h 2 S02在水中的扩散系数 L D =1.47×10-5 cm 2 /s=5.29×10-6 m 2 /h 2、 气相的物性数据 混合气体的平衡摩尔质量 M =0.08×64.06+0.92×29=31.80g/mol 混合气体的平均密度 G ρ=101.331.808.31427320??+（） =1.322 kg/m 3 混合气体的粘度可以近似取空气的粘度，查手册20℃时空气的粘度为 G μ=1.81×10-5 Pa ·s=0.065 kg/(m ·h) 查手册得S02在空气中的扩散系数为 G D =0.108 cm 2 /s =0.039 m 2 /h 3、 气液相平衡数据 查手册，常压下20℃时： S02在水中的亨利系数 E=3.55×1O 3 kPa 相平衡常数为 m E P = =3.55×1O 3 /101.3=35.04 溶解度系数 L s H EM ρ= =998.2/3.55×1O 3 /60.06=0.00468 kmol/h 相平衡关系为 1.153266.7667 6y x = 4、填料的填料因子及比表面积数据
实验一大气中二氧化硫的测定（盐酸副玫瑰苯胺分光光度法）一、实验目的 1．掌握二氧化硫测定的基本方法； 2．熟练大气采样器和分光光度计的使用。 二、实验原理 大气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，此络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺发生反应，生成紫红色的络合物，据其颜色深浅，用分光光度法测定。按照所用的盐酸副玫瑰苯胺使用液含磷酸多少，分为两种操作方法。方法一：含磷酸量少，最后溶液的pH值为1.6±0.1；方法二：含磷酸量多，最后溶液的pH值为1.2±0.1，是我国暂选为环境监测系统的标准方法。本实验采用方法二测定。 三、仪器 1.多孔玻板吸收管（用于短时间采样）；多孔玻板吸收瓶（用于24h采样）。 2.空气采样器：流量0—1L/min。 3.分光光度计。 四。、试剂 1.蒸馏水 25℃时电导率小于1.0μΩ/cm。pH值为6.0—7.2。检验方法为在具塞锥形瓶中加500mL蒸馏水，加1mL浓硫酸和0.2mL高锰酸钾溶液（0.316g/L），室温下放置1h，若高锰酸钾不褪色，则蒸馏水符合要求，否则应重新蒸馏（1000mL蒸馏水中加1gKMnO7及1gBa(OH)2,在全玻璃蒸馏器中蒸馏）。 2.甲醛吸收液（甲醛缓冲溶液） (1)环已二胺四乙酸二钠溶液C（CDTA-2Na）=0.050mol/L:称取1.82g反应-1，2-环已二胺四乙酸[（trans-1,2-Cyclohexylenedinitrilo）tetracetic acid简称CDTA]，溶解于1.50mol/LNaOH 溶液6.5mL，用水稀释至100ml。 (2)吸收储备液：量取36%--38%甲醛溶液 5.5mL，加入 2.0g邻苯二甲酸氢钾及0.050mol/LCDTA-2Na20.0mL溶液，用水稀释至100mL,贮于冰箱中，可保存一年。 (3)甲醛吸收液：使用时，将吸收贮备液用水稀释100倍。此溶液每毫升含0.2mg甲醛。 3.0.60%（m/v）氨磺酸钠溶液 称取0.60g氨磺酸（H2NSO3H）,加入1.50mol/L氢氧化钠溶液4.0mL,用水稀释至100mL密
摘要 在化工生产中，气体吸收过程是利用气体混合物中，各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触是发生传质，实现气液混合物的分离。在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是： ①回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品； ②除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理；或除去工业放空尾气中的有害物，以免污染大气。根据不同性质上的差异，可以开发出不同的分离方法。吸收操作仅为其中之一，它利用混合物中各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触时发生传质，实现气液混合物的分离。 一般说来，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。在化工生产过程中，原料气的净化，气体产品的精制，治理有害气体，保护环境等方面都要用到气体吸收过程。填料塔作为主要设备之一，越来越受到青睐。二氧化硫填料吸收塔，以水为溶剂，经济合理，净化度高，污染小。此外，由于水和二氧化硫反应生成硫酸，具有很大的利用。 本次化工原理课程设计，我设计的题目是：炉气处理量为m3 4200炉气吸过程填料吸收塔设计。本次任务为用水吸收二氧化硫常压填料塔。具体设计条件如下： 1、混合物成分：空气和二氧化硫； 2、二氧化硫的含量：0.05（摩尔分率） 3、操作压强；常压操作 4、进塔炉气流量：h 4200 m3 5、二氧化硫气体回收率：95% 吸收过程视为等温吸收过程。
目录 摘要 .................................................................................................................................................. I 第一章 设计方案的确定 (1) 1.1流程方案 (1) 1.2设备方案 (1) 1.3流程布置 (1) 1.4吸收剂的选择 (1) 第二章 填料的选择 (2) 2.1对填料的要求 (2) 2.2填料的种类和特性 (2) 2.3填料尺寸 (3) 2.4填料材质的选择 (3) 第三章 工艺计算 (4) 3.1气液平衡的关系 (4) 3.2吸收剂用量及操作线的确定 (4) 3.2.1吸收剂用量的确定 (4) 3.2.2操作线的确定 (5) 3.3塔径计算 (5) 3.3.1采用Eckert 通用关联图法计算泛点速率f u ： (5) 3.3.2操作气速 (7) 3.3.3塔径计算 (7) 3.3.4喷淋密度U 校核 (7) 3.3.5单位高度填料层压降（Z P ）的校核 (8) 3.4填料层高度计算 (9) 3.4.1传质系数的计算 (9) 3.4.2填料高度的计算 (12) 第四章 填料塔内件的类型与设计 (13) 4.1 塔内件的类型 (13) 第五章 辅助设备的选型 (16) 5.1管径的选择 (16) 5.2泵的选取： (17) 5.3风机的选型： (17) 第六章 填料塔附属高度计算 (17) 第七章 分布器简要计算 (18) 第八章 关于填料塔设计的选材 (18) 参考文献 (19) 附录 (20) 附图 (21) 致谢 (22)
固定污染源排气中二氧化硫的测定 定电位电解法 Determination of sulpur dioxide from exhausted gas of stationary source Fixed－potential electrolysis method HJ/T57-2000 1、范围 本标准规定了定电位电解法测定固定污染源排气中二氧化硫浓度以及测定二氧化硫排放总量的方法。 2、引用标准 下列标准所包含的条文，在本标准中引用构成本标准的条文，与本标准同效。 GB／TI6157—1996固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法 3、原理 烟气中二氧化硫（SO2）扩散通过传感器渗透膜，进入电解槽，在恒电位工作电极上发生氧化反应： SO2＋2H2O＝SO4-2＋4H＋＋2e 由此产生极限扩散电流i，在一定范围内，其电流大小与二氧化硫浓度成正比，即： 在规定工作条件下，电子转移数Z、法拉第常数F、扩散面积S、扩散系数D和扩散层厚度δ均为常数，所以二氧化硫浓度c可由极限电流i来测定。
测定范围：15mg／m3～14300mg／m3。测量误差±5％。 影响因素：氟化氢、硫化氢对二氧化硫测定有干扰。烟尘堵塞会影响采气流速，采气流速的变化直接影响仪器的测试读数。 4、仪器 41定电位电解法二氧化硫测定仪。 4.2带加热和除湿装置的二氧化硫采样管。 4.3不同浓度二氧化硫标准气体系列或二氧化硫配气系统。 4.4能测定管道气体参数的测试仪。 5、试剂 5.1二氧化硫标准气体。 6、步骤 不同测定仪，操作步骤有差异，应严格按照仪器说明节操作。 6.1开机与标定零点 将仪器接通采样管及相应附件。定电位电解二氧化硫测定仪在开机后，通常要倒计时，为仪器标定零点。标定结束后，仪器自动进入测定状态。 6.2测定 采样应在额定负荷或参照有关标准或规定下进行。 将仪器的采样管插入烟道中，即可启动仪器抽气泵，抽取烟气进行测定。待仪器读数稳定后即可读数。同一工况下应连续测定三次，取平均值作为测量结果。
空气中二氧化硫(SO2)监测 甲醛缓冲溶液吸收—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 一．监测目的 1、掌握大气采样器的使用方法。 2、用分光光度法测定SO2的方法。 3、通过对环境空气中二氧化硫的监测，判断空气质量是否符合标准，为空气质量状况评价提供标准。 4、根据校园SO2分布情况，追踪寻找污染源，并提出规划建议。 二．基础资料收集 改革开发以来，我国经济社会得到了全面发展，与此同时，由于污染物排放大量增加，大气环境面临着巨大的压力。而SO2作为环境空气污染的主要因子之一，每次都是环境空气质量监测中的必测项目。成都市位于四川省中部,四川盆地西缘,成都平原的腹心地。它东西长192km,南北宽166km,幅员总面积12,378km2。成都市是四川省省会,全省政治、经济、金融、科学文化和交通信息的支撑中心。本市属亚热带湿润季风气候。其特点:四季分明,冬无严寒,夏无酷暑;风速小、日照少、阴天多、湿度大;多年平均降水量900~1000mm,多年平均相对湿度82%,平均气压956hpa;常年主导风向为北北东风,平均风速在112m/s以下,多年静风频率46%。本市区范围内热岛效应明显,逆温频繁,城市区域大气气象条件对大气污染物的扩散存在明显的不利影响。成都主要污染物为二氧化硫，二氧化氮，可吸入颗粒物。实验室目前常用的测定环境空气中SO2主要方法为甲醛缓冲溶液吸-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法。自从1990年此方法在全国推广应用以来，取代了我国监测领域只能用四氯汞钾法测定的历史。甲醛法与汞法相比具有试剂无剧毒、价廉易得、甲醛标准溶液和样品溶液稳定性好等优点。 三．监测内容 监测空气中的二氧化硫浓度。我们小组负责二氧化硫的监测。是利用甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法监测SO2。通过监测数据绘制标准曲线，并分析校区二氧化硫的含量及污染情况。最后汇总空气质量情况。 四．监测方案的制定 1.采样地点 根据布设采样点原则。要离污染源50m以外，同时附近要有适当的车辆通道。校园的污染源主要有锅炉房。考虑各方面的综合因素（仪器电源，污染源距离等）将不布点设在校门口的警务室附近10m远处。 2.采样频率及采样时间 根据天气预报的情况，确定采样时间。采样连续三天，每天采样三次，时间分别为8:30-9：30；10:30-11：30,13:30-14：30。每次采样1h 3.采样方法 采用内装10ml 吸收液的多孔玻板吸收管，以0.3L/min 的流量采气60min。吸收液温度保持在23℃～29℃范围。样品采集过程中应避免阳光照射。 现场空白：将装有吸收液的采样管带到采样现场，除不采气之外，其他环境条件与样品相同。
二氧化硫和二氧化氮对大气的污染(上传教案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 英德中学高一化学组梁瑞朝 一、教学目标： 1.使学生从情感上认识到酸雨的危害、酸雨的来源以及成分 2.通过本节课的学习，使学生的爱国主义态度得到了增强； 3.帮助学生树立了正确的社会价值观。 二、教学重点：二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 三、教学难点：酸雨的成分及形成 四、教学过程 【导入】同学们，平时你们尝过雨水的味道吗那味道如何呢通常雨水都是没有味道的，但是在某种特定的环境下，从大气中雨水却是酸的，pH 值也小于 5.6，那么在化学上我们称这中大气降雨是酸雨。那为什么雨水从无色无味变成了酸的呢这就是我们这节课所要探索的内容。 【演示】多媒体设备投影酸雨的影片（内容有关一场重庆的黑雨） 【提问】影片当中重庆的酸雨的pH 值居然达到了3.9，那么这场雨真是彻彻底底的一场酸雨了，那我有个问题想要提问大家，那么酸雨是怎么形成的呢（ 学生回答） 【讲述】其实酸雨都是由于大气的主要污染物：二氧化硫和二氧化氮造成的，那么其中的作用机理是那些呢？请同学们互相讨论一下，酸雨中的“酸”究竟是什么呢？ 【讨论】叫学生分成一个个四人小组，分别讨论酸雨是怎样形成的以及其中的酸是什么物质。 【讲述】经过大家的讨论，大家得出的结论是多种多样的，其中也不乏有创造性的思维得出的结论，这些答案虽然并不完全正确，但是都体现着大家的集体智慧；但是究竟酸雨在形成过程中出现什么样的作用机理呢？ 【多媒体演示】酸雨形成的作用机理 3222SO H O H SO ?+ 4223222SO H O SO H =+ NO HNO O H NO +=+3223 【讲述】所以酸雨的幕后黑手就是二氧化硫和二氧化氮，但是酸雨中硫酸的成分较大。酸雨的危害非常巨大。它们能够直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时会使人死亡；还会直接破坏农作物、森林、草原、使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
一设计任务书 （一）设计题目 过程填料吸收塔的设计：试设计一座填料吸收塔，用于脱除焙烧水吸收SO 2 炉送出的混合气体(先冷却)中的SO2，其余为惰性组分，采用清水进行吸收。 （二）操作条件 （1）操作压力常压 （2）操作温度25℃ （三）设计容 （1）吸收塔的物料衡算； （2）吸收塔的工艺尺寸计算； （3）填料层压降的计算； （4）液体分布器简要设计； （5）吸收塔接管尺寸计算； （6）绘制吸收塔设计条件图； （7）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 二设计方案简介 2.1方案的确定 用水吸收SO 属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流 2 不作为产品，故采用纯溶剂。 程。因用水作为吸收剂，且SO 2 2.2填料的类型与选择 的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散对于水吸收SO 2 装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。
阶梯环是对鲍尔环的改进。与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半，并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 2.3设计步骤 本课程设计从以下几个方面的容来进行设计 （一） 吸收塔的物料衡算；（二） 填料塔的工艺尺寸计算；主要包括：塔径，填料层高度，填料层压降；（三） 设计液体分布器及辅助设备的选型；（四） 绘制有关吸收操作图纸。 三 、工艺计算 3.1基础物性数据 3.1.1 液相物性数据 对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，25℃时水的有关物性数据如下： 密度为 ρL =997.1 kg/m 3 粘度为 μL =0.0008937 Pa·s=3.2173kg/(m·h) 表面力为σL =71.97 dyn/cm=932731 kg/h 2 SO 2在水中的扩散系数为 D L =1.724×10-9m 2/s=6.206×10-6m 2/h （依Wilke-Chang 0.518r 0.6 ()1.85910M T D V φμ-=?计算，查《化学工程基础》） 3.1.2 气相物性数据 设进塔混合气体温度为25℃， 混合气体的平均摩尔质量为 M Vm =Σy i M i =0.1×64.06+0.9×29=32.506g/mol 混合气体的平均密度为
空气中二氧化硫的测定 一、实验原理 将空气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收，生成稳定的络合物，再与甲醛和盐酸副玫瑰苯胺（PRA）反应生成紫红色化合物，比色定量。 二、器材 多孔玻板吸收管；气体采样器；具塞比色管25ml；分光光度计。 三、试剂 1、吸收液称取10.86g二氯化汞，5.96g氯化钾，0.066g乙二胺四乙酸二钠盐溶于水中，并稀释至1L。 2、6g/L氨基磺酸溶液称取0.6g氨基磺酸，溶于100ml水中，临用现配。 3、0.2%甲醛溶液量取1mL含量为36%~38%的甲醛，用水稀释到200ml。临用新配。 4、盐酸副玫瑰苯胺溶液储备溶液（2g/L）准确称取0.200g盐酸副玫瑰苯胺盐酸盐（PRA），其纯度不得少于95%，溶于100ml 1mol/L盐酸溶液中。 5、盐酸副玫瑰苯胺溶液使用液（0.16g/L）精确量取储备液20ml于250ml容量瓶中，加25ml 3mol/L磷酸溶液，并用水稀释到刻度。暗处保存，可保存6个月。 6、二氧化硫标准溶液称取0.20g亚硫酸钠（Na2SO3），溶解于250ml吸收液中，放置过夜，用滤纸过滤。此液1ml约含有相当于320~400μg二氧化硫，用下述碘量法标定浓度。标定后，立即用吸收液稀释成1.00ml含5μg的二氧化硫标准溶液。由于标准溶液不稳定，所以标定后当天使用。 四、采样 用一支内装10.0ml吸收液的U型多孔玻板吸收管，在采样点以0.5L/min流速，采气30L（大气）或10L（车间空气）。记录采样时的气温和气压。 五、分析步骤 1、样品处理将采样后的吸收液全部转入25ml比色管中，用吸收液洗涤吸收管3次，合并洗液于比色管中，定容至25ml，此为样品液。 2、取7支10ml具塞比色管，按下表配制二氧化硫标准系列： 管号0 1 2 3 4 5 6 标准应用液（ml）0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 样品液1.00ml 吸收液（ml） 4.0 3.60 3.20 2.80 2.40 2.00 3.00 3、向样品管、标准管中各加入6.0g/L氨基磺酸溶液0.40mL，混匀，放置5min。 4、各加0.2%甲醛溶液0.50ml，0.16g/L盐酸副玫瑰苯胺应用液2.00ml，加蒸馏水至10ml，混匀，室温显色15min。 5、在波长548nm下，用1cm比色杯，以蒸馏水调零，测定吸光度值。 6、以标准系列管吸光度值对二氧化硫含量（μg）绘制标准曲线。 7、将测得样品管吸光度值，查标准曲线，即得二氧化硫含量（μg）。 六、计算 空气中二氧化硫的浓度（mg/m3）= (a/V0)×25 式中：a为样品管中二氧化硫含量，μg；V0为换算成标准状况下的采气体积，L。 七、注意事项 1、亚硫酸氢钠在存放过程中易氧化变质，若使用存放已久的亚硫酸氢钠，则应适当增加称取量。 2、盐酸副玫瑰苯胺不易溶于水，应先研细后，再用盐酸溶解。配制的溶液应放置3d后作用，才达到稳定状态。