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有害气体吸附实验装置使用说明书
编辑:admin   时间:2018-05-12 16:33

实验目的
1.掌握固体吸附净化法的基本原理。
2.测定吸附速率与时间的关系。
3.求取达到吸附平衡所需要的时间。
实验原理
活性炭是一种有多孔结构并对气体、蒸汽等有很强吸附能力的炭。将炭质(木炭、骨碳等)用过热蒸汽、氯、氨或空气共同加热至高温而活化,或将未炭化的原料用氯化锌、氯化铵、硫酸、磷酸等浸取后再低温炭化,灼烧活化,就制成了活性炭。活性炭的用途很广,如糖液、油脂、药剂等脱色净化,溶剂的挥手、气体的吸收、分离和提纯等。
活性炭是基于其较大的表面积好较好的物理吸附性能而吸附气体的有害物质的,产生物理吸附作用的力主要是分子间的引力。含污染物的气流通过活性炭床层,由于吸附速率的原因,形成一个传质吸附区,在稳定后,传质区沿气流方向向前推进。
活性炭对于二氧化碳的吸附属于物理吸附。一定量的活性炭,达到吸附平衡时,其吸附量与活性炭孔径及气体压力有关,以W表示活性炭的重量,X表示二氧化碳的重量,、T),在常温下,让含有二氧化碳的混合气通过装有一定量活性炭的吸附柱,准确控制气体流量,取样分析脱碳前后混合气体中二氧化碳的含量,可得出某一时刻的吸附速率,继而求出达到平衡时的最大吸附量。
某一时刻的吸附速率可由下式求取:

式中:r—吸附速率[毫克二氧化碳/(克活性炭·分)]
U0—脱碳前的气体流量(升/分)
C0—脱碳前气体中二氧化碳的含量(毫克/升)
Ui—脱碳后的气体流量(升/分)
Ci—脱碳后气体中二氧化碳的含量(毫克/升)
W—活性炭的重量(克)
准确记下脱碳开始至每次取样的时间t(以从脱碳开始至每次取样始终的平均时间计)。以r为纵坐标;t为横坐标。可绘出r—t曲线。曲线与t轴的焦点就是达到吸附平衡所需要的时间。曲线与坐标轴所围图形的面积即为每克活性炭对二氧化碳的最大吸附量。
三、技术参数
1、有机玻璃吸附柱:Φ35×400㎜。
2、混合罐、缓冲罐:不锈钢材质,容积8L。
3、电磁式空压机:功率105W,最大排气量85L/min。
4、湿式气体流量计:5L。
5、气体转子流量计:6-60ml/min,60-600L/h。
6、压力表:0-0.6Mpa。
7、不锈钢管路及调节阀,不锈钢支架。
8、各项电路指示、压力、流量操作均在控制屏面板进行。
9、外形尺寸:1250×500×1800㎜。
四、工艺流程图

五、实验步骤
1.称取活性炭100克,分别装入吸附柱内,按照流程图按照仪器,并检查系统是否漏气。
2.检查储气罐阀门,轻轻转动储气罐各针阀,放空阀和放气阀,看是否好用,检查橡皮管的连接是否正确。
3.配气:含二氧化碳烟气由纯二氧化碳和压缩空气配制而成,其中高压空气既模拟烟道气,又为反应提供动力。纯二氧化碳流量由气体钢瓶上减压阀调节,压缩空气由空气泵提供,通过流量计计量后在混合罐中混合配成二氧化碳烟气。
4.开启缓冲罐,调节减压阀,用转子流量计控制一定的流量,使含CO2气体进入反应床,连续通气,用分析仪器测定活性炭吸附床进、出口气体中CO2浓度,记录其流量、时间,计算不同时间的脱硫效率,直至脱碳率明显下降到活性炭效,停止通气
5.实验结束,关闭送气阀,开启放空阀,将混合罐内的气体全部放空,并用空气冲洗两次
六、实验数据处理
实验数据按下表记录:
室温;活性炭装填量g;活性炭失效时通气总量L

运行时间min          
进口浓度mg/m3          
出口浓度mg/m3          
脱碳效率%          
七、思考题
1、活性炭吸附COX随时间的增加吸附进化效率逐渐降低,试从吸附原理出发分析活性炭的吸附容量及操作时间。
2、虽吸附的温度的变化,吸附量也发生变化,根据等温吸附原理简单分析吸附温度对吸附效率的影响,解释吸附过程的理论依据


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