CN210434255U - 一种能够测定气体吸收系数的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能够测定气体吸收系数的实验装置，包括气体输送装置、液体输送装置、吸收柱和控制装置，所述控制装置分别与所述气体输送装置和液体输送装置连接；所述气体输送装置包括待吸收气体输送装置、空气输送装置和混合气体输送装置，所述待吸收气体输送装置和空气输送装置相连，所述空气输送装置与所述混合气体输送装置连接；所述吸收柱下方设有进气口，上方设有进液口，顶部设有排气口，所述进气口与所述混合气体输送装置连接；所述液体输送装置包括储液箱和液体输送管道，所述储液箱通过液体输送管道与所述进液口相连。该装置结构简单，操作简便。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工实验设备技术领域，具体涉及一种能够测定气体吸收系数的实验装置。
背景技术
酸性气体，溶于水中会发生反应形成弱酸，包括硫氧化物、氮氧化物等其他化合类物质，包括二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、二氧化氮等多种，其中，二氧化硫是最主要的酸性大气污染物之一，大气中二氧化硫含量达到0.3ppm就能对植物造成伤害，达到8ppm就会让人感到难受，高浓度的二氧化硫更是会使敏感的针叶树叶致死。二氧化硫在大气中一般仅存留几天，除被降水冲洗和地面吸收一部分外，其余的被空气中的飘尘、氮氧化物及水的作用下氧化成硫酸酸雾，使气体能见度降低；硫酸酸雾能长时间迷漫在大气中，遇雨形成酸性降水，称为“酸雨”。酸雾、酸雨都会损害作物、腐蚀建筑物、金属等，造成严重灾害，因此，必须采取有效方法对其进行治理。
现有技术中，对二氧化硫等酸性气体污染进行治理的方法包括干法处理和湿法处理两种，其中，干法处理可以对大量排放气体进行处理，不易形成烟雾，但存在吸附较为缓慢、处理设施过大且维修费用高等缺点。而湿法处理中最常用的是碱液吸收法，碱液吸收后将其转化为盐固化，由于碱液的成本较高且碱性过强的液体排放到环境中也将对水体及土壤造成损害，因此，对处理过程中碱液的用量控制具有重要意义。为更好地控制碱液的用量，需要对碱液对气体中二氧化硫的吸收系数进行测定。现有技术中关于专用于测定碱液对气体中酸性气体吸收系数的实验装置还相对较少，因此，设计一种能够有效测定碱液或其他液体对酸性气体或其他气体吸收系数的实验装置具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种专用于测定对待吸收气体吸收系数的实验装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种能够测定气体吸收系数的实验装置，包括气体输送装置、液体输送装置、吸收柱和控制装置，所述控制装置分别与所述气体输送装置和液体输送装置连接；
所述气体输送装置包括待吸收气体输送装置、空气输送装置和混合气体输送装置，所述待吸收气体输送装置和空气输送装置相连，所述空气输送装置与所述混合气体输送装置连接；
所述吸收柱下方设有进气口，上方设有进液口，顶部设有排气口，所述进气口与所述混合气体输送装置连接；
所述液体输送装置包括储液箱和液体输送管道，所述储液箱通过液体输送管道与所述进液口相连。
进一步地，所述储液箱底部设有排水阀，上方设有溢流阀。
进一步地，所述液体输送装置还包括循环水泵，所述液体输送管道包括回流管，所述回流管上设有回水阀，所述循环水泵通过回流管与所述储液箱连接。
进一步地，所述吸收柱底部设有排液口，所述排液口与外设集液箱相连。
进一步地，所述吸收柱竖直设置且所述吸收柱内装有多个填料段，每相邻两个填料段间设有间隙，所述进液口位于顶端填料段的上方。
进一步地，每一个间隙处设有一个采样口。
进一步地，所述进液口与排气口间设有除雾器。
进一步地，所述液体输送管道穿过所述进液口伸入所述吸收柱内，且所述液体输送管道伸入所述吸收柱内的一端设有喷淋装置。
进一步地，所述待吸收气体输送装置包括待吸收气体瓶和待吸收气体输送管道，所述空气输送装置包括空压机和空气输送管道，所述混合气体输送装置包括混合气体输入管道、气体混合箱和混合气体输出管道，所述待吸收气体输送管道用于将待吸收气体瓶中的待吸收气体输入到混合气体输入管道中，所述空气输送管道用于将空压机中的空气输入到混合气体输入管道中，所述混合气体输入管道用于将混合气体输入到气体混合箱中，所述混合气体输出管道用于将气体混合箱中的混合气体输出到吸收柱中。
优选地，所述待吸收气体输送管道与所述空气输送管道的出气口朝向相反。
进一步地，所述控制装置包括电器控制箱，所述电器控制箱与所述空压机、循环水泵等电器件电连接。
进一步地，各种气体或液体的输送管道中均设有流量计。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型装置结构简单，操作简便，通过测出吸收柱进出口气体的全压，即可计算出填料塔的压降，若吸收柱的进口管道直径相等，通过U形管压差计测出其静压差，即可求出压降，通过换算，即可计算出体积吸收系数，本实用新型装置尤其适用于碱液吸收二氧化硫等酸性气体的化学吸收体系，同时，通过测定填料吸收塔进出口气体中SO2的含量，即可近似计算出吸收塔的平均净化效率，进而了解吸收效果，气体中SO2含量的测定可采用碘量法或SO2测定仪。
附图说明
图1为本实用新型实施例的实验装置的结构示意图。
标号说明：
111、待吸收气体瓶；112、待吸收气体输送管道；121、空压机；122、空气输送管道；131、混合气体输入管道；132、气体混合箱；1321、盲法兰手孔；
21、储液箱；22、循环水泵；23、液体输送管道；231、回流管；232、喷淋装置；
3、吸收柱；31、进气口；32、出气口；33、排液口；34、除雾器；
41、电器控制箱。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本实用新型的实施例为：一种能够测定气体吸收系数的实验装置，包括气体输送装置、液体输送装置、吸收柱3和控制装置，所述控制装置分别与所述气体输送装置和液体输送装置连接；
所述气体输送装置包括待吸收气体输送装置、空气输送装置和混合气体输送装置，所述待吸收气体输送装置和空气输送装置相连，所述空气输送装置与所述混合气体输送装置连接；
所述吸收柱3下方设有进气口31，上方设有进液口，顶部设有排气口，所述进气口31与所述混合气体输送装置连接；
所述液体输送装置包括储液箱21和液体输送管道23，所述储液箱21通过液体输送管道23与所述进液口相连。
所述储液箱21底部设有排水阀，上方设有溢流阀。
所述液体输送装置还包括循环水泵22，所述液体输送管道23包括回流管231，所述回流管231上设有回水阀，所述循环水泵22通过回流管231与所述储液箱21连接。
所述吸收柱3底部设有排液口33，所述排液口33与外设集液箱相连。
所述吸收柱3竖直设置且所述吸收柱3内装有多个填料段，每相邻两个填料段间设有间隙，所述进液口位于顶端填料段的上方。每一个间隙处设有一个采样口。
所述进液口与排气口间设有除雾器34。设置除雾器34，避免酸性气体形成酸雾，引起二次污染。
所述液体输送管道23穿过所述进液口伸入所述吸收柱3内，且所述液体输送管道23伸入所述吸收柱3内的一端设有喷淋装置232。
所述待吸收气体输送装置包括待吸收气体瓶1和待吸收气体输送管道112，所述空气输送装置包括空压机121和空气输送管道122，所述混合气体输送装置包括混合气体输入管道131、气体混合箱132和混合气体输出管道，所述待吸收气体输送管道112用于将待吸收气体瓶1中的待吸收气体输入到混合气体输入管道131中，所述空气输送管道122用于将空压机121中的空气输入到混合气体输入管道131中，所述混合气体输入管道131用于将混合气体输入到气体混合箱132中，所述混合气体输出管道用于将气体混合箱132中的混合气体输出到吸收柱3中。所述待吸收气体输送管道112与所述空气输送管道122的出气口32朝向相反。
所述实验装置还包括电器控制箱41，所述电器控制箱41与所述空压机121、循环水泵22等电器件电连接。
各种气体或液体的输送管道中均设有流量计。
所述气体混合箱132和储液箱21上均设有盲法兰手孔1321。
本实用新型装置的工作过程如下：吸收液从高位液槽通过(转子)流量计，由吸收柱3上部(经喷淋装置232)喷入塔内，流经填料表面由吸收柱3下部排出，进入集液槽；空气由空压机121经缓冲罐后，通过转子流量计进入混合缓冲器，并与二氧化硫等待吸收气体相混合，配制成一定深度的混合气，待吸收气体输送管道112与空气输送管道122的出气口32朝向相反，使得气体混合效果更好，待吸收气体经(毛细管)气体流量计计量后进入混合气体输送管管中混合，含待吸收气体的空气从吸收柱3底部进气口31进入吸收柱3的填料中，通过多个填料层后，气体经除雾器34后由塔顶排出。
以测定碱液对二氧化硫的吸收为例，简要说明操作流程如下：
1、首先检查设备***外况和全部电气连接线有无异常(如管道设备有无破损等)，一切正常后开始操作。
2、打开电器控制箱41总开关，合上触电保护开关。
3、当储液箱21内无吸收液时，打开吸收柱3下方储液箱21进水开关，确保关闭储液箱21底部的排水阀并打开排水阀上方的溢流阀。如需要采用碱液吸收，则先从加料口加入一定量吸收剂的浓溶液或固体，然后通过进水阀进水稀释至适当浓度。当贮水装置水量达到总容积约3/4时，启动循环水泵22。通过开启回水阀门可将储液箱21内溶液混合均匀；通过开启上方联接流量计阀门可形成喷淋水循环，使喷淋装置232正常运作，通过阀门调节可控制循环液流量。待溢流口开始溢流时，关闭储液箱21进水开关。
4、通过阀门切换，使气体通道处于旁路状态，然后通过控制面板按钮启动主风机，调节管道阀门至所需的实验风量。
5、将SO2测定仪密闭联接到气体入口采样管口，采样阀处于开通状态。
6、在风机运行的情况下，首先确保SO2钢瓶减压阀处于关闭、然后小心拧开SO2钢瓶主阀门，再慢慢开启减压阀，通过观察转子流量计刻度读数和入口处SO2测定仪所指示的气体SO2浓度调节阀门至所需的入口浓度。
7、调节循环液至所需流量，通过气体管线阀门切换，关闭旁路，打开吸收柱3入口管道，开始实验。入口和出口气体中的SO2浓度可通过采样口测定或进行样品采集。通过U型压力计连接吸收柱3出入口采样口可读出各工况下的吸收设备压降。
8、可通过循环回路所设阀门调节循环液流量进行不同液气比条件下的吸收试验，也可通过调节吸收液的组分和浓度进行实验。
9、吸收实验操作结束后，先关闭SO2气瓶主阀，待压力表指数回零后关闭减压阀，然后依次关闭主风机、循环泵的电源。在较长不用的情况下，打开储液箱21和吸收柱3底部的排水阀排空储液箱21和吸收柱3。
10、关闭电源。
11、检查设备状况，没有问题后离开。
12、根据测得的数据进行数据处理，计算吸收系数：
12.1吸收柱3的平均净化效率(η)的计算
式中：C1———标准状态下吸收柱3入口处气体中SO2的质量浓度，mg/m3；
C2———标准状态下吸收柱3入口处气体中SO2的质量浓度，mg/m3。
12.2吸收柱3压降(Δp)的计算。
Δp＝p1-p2
式中：p1———吸收柱3入口处气体的全压或静压，Pa；
p2———吸收柱3出口处气体的全压或静压，Pa。
12.3气体中SO2的分压PSO2计算
式中：c———标准状态下气体中SO2的质量浓度，mg/m3；
32———1/2SO2的相对分子质量；
p———气体的总压，Pa。
12.4体积吸收系级的计算
以浓度差为推动力的体积吸收系数(Kra)可通过下式计算。
式中：Q———通过填料塔的气体量，kmol/h；
h———填料层高度，m；
A———填料塔的截面积，m2；
y1,y2———进出填料塔气体中SO2的摩尔分数；
Δym———对数平均推动力。
对于碱液吸收SO2***，其吸收反应为极快不可逆反应，吸收液面上SO2平衡浓度y*可看做零。则对数平均推动力(ym)可表示为
由于实验气体中SO2浓度较低，则摩尔分数y1、y2可用下式表示：
式中：pA1，pA2———进出塔气体中的SO2的分压力，Pa；
p———吸收柱3气体的平均压力，Pa。
将后两个式子代入前面的公式中，可得到以分压差为推动力的体积吸收系数(KGa)的计算式。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种能够测定气体吸收系数的实验装置，其特征在于：包括气体输送装置、液体输送装置、吸收柱和控制装置，所述控制装置分别与所述气体输送装置和液体输送装置连接；
所述气体输送装置包括待吸收气体输送装置、空气输送装置和混合气体输送装置，所述待吸收气体输送装置和空气输送装置相连，所述空气输送装置与所述混合气体输送装置连接；
所述吸收柱下方设有进气口，上方设有进液口，顶部设有排气口，所述进气口与所述混合气体输送装置连接；
所述液体输送装置包括储液箱和液体输送管道，所述储液箱通过液体输送管道与所述进液口相连。
2.根据权利要求1所述的能够测定气体吸收系数的实验装置，其特征在于：所述储液箱底部设有排水阀，上方设有溢流阀。
3.根据权利要求1所述的能够测定气体吸收系数的实验装置，其特征在于：所述液体输送装置还包括循环水泵，所述液体输送管道包括回流管，所述回流管上设有回水阀，所述循环水泵通过回流管与所述储液箱连接。
4.根据权利要求1所述的能够测定气体吸收系数的实验装置，其特征在于：所述吸收柱底部设有排液口，所述排液口与外设集液箱相连。
5.根据权利要求1所述的能够测定气体吸收系数的实验装置，其特征在于：所述吸收柱竖直设置且所述吸收柱内装有多个填料段，每相邻两个填料段间设有间隙，所述进液口位于顶端填料段的上方。
6.根据权利要求5所述的能够测定气体吸收系数的实验装置，其特征在于：每一个间隙处设有一个采样口。
7.根据权利要求1所述的能够测定气体吸收系数的实验装置，其特征在于：所述进液口与排气口间设有除雾器。
8.根据权利要求1所述的能够测定气体吸收系数的实验装置，其特征在于：所述液体输送管道穿过所述进液口伸入所述吸收柱内，且所述液体输送管道伸入所述吸收柱内的一端设有喷淋装置。
9.根据权利要求1-8任一项所述的能够测定气体吸收系数的实验装置，其特征在于：所述待吸收气体输送装置包括待吸收气体瓶和待吸收气体输送管道，所述空气输送装置包括空压机和空气输送管道，所述混合气体输送装置包括混合气体输入管道、气体混合箱和混合气体输出管道，所述待吸收气体输送管道用于将待吸收气体瓶中的待吸收气体输入到混合气体输入管道中，所述空气输送管道用于将空压机中的空气输入到混合气体输入管道中，所述混合气体输入管道用于将混合气体输入到气体混合箱中，所述混合气体输出管道用于将气体混合箱中的混合气体输出到吸收柱中。
10.根据权利要求9所述的能够测定气体吸收系数的实验装置，其特征在于：所述待吸收气体输送管道与所述空气输送管道的出气口朝向相反。
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| CN114088928A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-02-25 | 中建西部建设湖南有限公司 | 一种混凝土固碳量测试装置及其测试方法 |
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