1. 化學專業用什麼實驗儀器
第一學期 無機化學實驗
主要實驗儀器:試管、燒杯、燒瓶、滴瓶、試劑瓶、量筒、吸量管、容量瓶、漏斗、分液漏斗、蒸發皿、表面皿、酒精燈、鐵架台、試管刷、滴定管、點滴板、研缽、試管夾、石棉網、葯匙等
第二學期 有機化學實驗
圓底燒瓶、平底燒瓶、三頸燒瓶、蒸餾瓶、克氏蒸餾瓶、玻璃漏斗、布氏漏斗、熱濾漏斗、抽濾瓶、抽濾管、梨形分液漏斗、圓形分液漏斗、滴液漏斗、恆壓漏斗、空氣冷凝管、球形冷凝管、直形冷凝管、刺形分餾柱、Y形管、水分分離器、乾燥管、接液管 等玻璃儀器
電熱套、旋轉蒸發儀、電動攪拌器、磁力攪拌器、烘箱、台秤、天平等
第三學期 分析化學實驗
酸鹼滴定管、坩堝、馬弗爐、分光光度計、分析天平、電爐等
第四學期 物理化學實驗
超級恆溫水浴、貝克曼溫度計、表面張力儀、毛細管、轉子流量計、阿貝折射儀、恆電位儀、UJ-25型電位差計、電極、電導率儀、圓盤旋光儀、分光光度計、氣相色譜儀、烏氏粘度計等
第五學期 化工原理實驗
離心泵、管路、過濾器、板式塔、蒸餾塔、填料吸收塔、分液漏斗、轉子流量計等
第五學期 化學工程與工藝實驗
電工學實驗
大學物理實驗
金工實習
2. 化工原理實驗的圖書簡介
目 錄
第1章 緒論1
第2章 實驗數據的誤差分析及表示方法32.1 有效數字及其運算規則32.2 實驗數據的誤差分析42.3 實驗數據的表示方法5第3章 Origin軟體在化工實驗中的應用83.1 Origin使用入門83.2 Origin應用示例10第4章 化工原理基礎實驗174.1 單相流動阻力測定實驗17一、 實驗目的17二、 實驗內容17三、 實驗原理17四、 實驗裝置與流程18五、 實驗步驟及注意事項18六、 實驗數據記錄及報告內容19七、 思考題20八、 實驗數據處理示例204.2 離心泵的操作和性能測定實驗23一、 實驗目的23二、 實驗內容24三、 實驗原理24四、 實驗裝置與流程25五、 實驗步驟及注意事項25六、 實驗數據記錄及報告內容26七、 思考題27八、 實驗數據處理示例274.3 恆壓過濾常數測定實驗29一、 實驗目的29二、 實驗內容29三、 實驗原理30四、 實驗裝置與流程31五、 實驗步驟及注意事項31六、 實驗數據記錄及報告內容32七、 思考題33八、 實驗數據處理示例33化工原理實驗目錄4.4 氣-汽對流傳熱實驗34一、 實驗目的34二、 實驗內容34三、 實驗原理34四、 實驗裝置與流程36五、 實驗步驟及注意事項36六、 實驗數據記錄及報告內容38七、 思考題38八、 實驗數據處理示例384.5 精餾塔實驗43一、 實驗目的43二、 實驗內容43三、 實驗原理43四、 實驗裝置與流程44五、 實驗步驟及注意事項44六、 實驗數據記錄及報告內容46七、 思考題47八、 附錄47九、 實驗數據處理示例494.6 填料吸收塔實驗49一、 實驗目的49二、 實驗內容49三、 實驗原理49四、 實驗裝置與流程50五、 實驗步驟及注意事項50六、 實驗數據記錄及報告內容52七、 思考題53八、 實驗數據處理示例544.7 液-液萃取塔實驗57一、 實驗目的57二、 實驗內容57三、 實驗原理58四、 實驗裝置與流程59五、 實驗步驟及注意事項59六、 實驗數據記錄及報告內容60七、 思考題61八、 實驗數據處理示例614.8 洞道乾燥速率曲線測定實驗62一、 實驗目的62二、 實驗內容63三、 實驗原理63四、 實驗裝置與流程64五、 實驗步驟及注意事項64六、 實驗數據記錄及報告內容65七、 思考題66八、 實驗數據處理示例66第5章 化工原理綜合實驗705.1 流體流動綜合實驗70一、 實驗目的70二、 基本原理70三、 實驗裝置及流程71四、 實驗要求71五、 實驗報告715.2 傳熱強化實驗71一、 實驗目的71二、 實驗原理71三、 實驗裝置及流程72四、 實驗要求72五、 實驗報告725.3 傳質強化實驗72一、 實驗目的72二、 實驗原理73三、 實驗裝置及流程73四、 實驗要求73五、 實驗報告745.4 萃取-精餾聯合實驗74一、 實驗目的74二、 實驗原理74三、 實驗裝置及流程74四、 實驗要求75五、 實驗內容75六、 實驗報告75附錄76附錄1 常用物理量的單位和量綱76附錄2 水的物理性質77附錄3 干空氣的物理性質78附錄4 乙醇-正丙醇的氣-液平衡數據79附錄5 乙醇-正丙醇折光率與溶液濃度的關系79附錄6 常壓下正庚烷-甲基環己烷的氣-液平衡數據80附錄7 正庚烷-甲基環己烷的組成與折光率關系表80附錄8 常壓下乙醇-水的氣-液平衡數據81附錄9 乙醇-水體系濃度與折光率的關系(25℃)81附錄10 不同溫度下氧在水中的飽和濃度82附錄11 氨在水中的溶解度82附錄12 一些氣體水溶液的亨利系數?H?83附錄13 空氣轉子流量計校正計算公式83附錄14 常用測量儀器的測量原理及使用方法84一、 壓力差的測量84二、 流量的測量85三、 阿貝折射儀86附錄15 滴定分析技術89一、 固體試樣的取用89二、 玻璃儀器的洗滌91三、 玻璃儀器的乾燥92四、 溶液的配製92五、 由固體試劑配製溶液94六、 由液體試劑配製溶液95七、 滴定分析法96八、 標准溶液的配製和標定99參考文獻104
書 名: 化工原理實驗
作者:吳洪特
出版社:化學工業出版社
出版時間: 2010-2-1
ISBN: 9787122074041
開本: 16開
定價: 22.00元
內容簡介
全書突出了實踐性和工程性,重在對學生進行實驗研究過程中多種能力和素質的培養訓練。內容簡明扼要,理論層次適中,有較多的例題和思考題。
本書可作為理工類化工、化學、材料、環境、輕工、生物工程等高等學校本科、獨立學院、高職高專的化工原理實驗教材,也可供相關科研人員參考。
3. 填料塔吸收塔實驗中為什麼要有液封液封高度如何計算
液封裝備來分2 類
1、塔內正壓,這時自採用液封裝置是防止塔內氣體(一般為有毒有害或者本來就是產品)外漏,造成污染環境或者浪費。
2、塔內真空,這這時採用液封裝置是防止塔外氣體進入塔內,影響吸收效率和增加後面的相關設備(如風機)負擔。
原理就是:利用一定高度液體產生的壓力抵消塔內產生的壓力產生平衡,隔離塔內外氣體。
液封高度大於吸收塔內相對壓力*1.1(視正負壓確定方向)這是經驗值
4. 填料吸收塔底為什麼必須有液封裝置液封裝置是如何設計的
防止氣體從底部泄漏而對實驗結果造成影響,也防止有害氣體泄漏對人的身體健康和環境造成危害。液封設置時:1、U形管作液封時,為防止管頂部積存氣體,影響液體排放,應在最高點處設置放空閥或設置與系統相連接的平衡管道。2、為使在停車時能放凈管內液體,一般在U形管最低點應設置放凈閥。當需要觀察管內液體流動情況,在出料管一側可設置視鏡。3、由於液體被夾帶或泄漏等原因造成液封液損失時,在工程設計中應採取措施保持液封高度。
5. 求有關二氧化硫的信息和資料。。(生產生活中的) 很急的!!!
二氧化硫(化學式:SO2)是最常見的硫氧化物。無色氣體,有強烈刺激性氣味。大氣主要污染物之一。火山爆發時會噴出該氣體,在許多工業過程中也會產生二氧化硫。由於煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃燒時會生成二氧化硫。當二氧化硫溶於水中,會形成亞硫酸(酸雨的主要成分)。若把SO2進一步氧化,通常在催化劑如二氧化氮的存在下,便會生成硫酸。這就是對使用這些燃料作為能源的環境效果的擔心的原因之一。
中文名稱: 二氧化硫
化學式: SO2
相對分子質量: 64.06
化學品類別: 酸性氣體
是否管制: 否
目錄
化學品簡介管制信息
名稱
編碼信息
結構物理性質
化學性質
其它性質
危險性概述危險性類別
侵入途徑
健康危害
急性中毒
環境危害
燃爆危險
急救措施皮膚接觸
眼睛接觸
吸入
食入
消防措施危險特性
滅火方法
泄漏應急處理
操作處置與儲存操作注意事項
儲存注意事項
接觸控制/個體防護職業接觸限值
監測方法
工程式控制制
眼睛防護
身體防護
手防護
其他防護
理化特性
穩定性和反應活性
毒理學資料
生態學資料
廢棄處置
運輸信息
法規信息
大氣中的形成
二氧化硫製取三氧化硫
對工人危害及防範措施1、SO2 對人體的危害
2、防治措施
3、結論
實驗室製法化學品簡介 管制信息
名稱
編碼信息
結構 物理性質
化學性質
其它性質
危險性概述 危險性類別
侵入途徑
健康危害
急性中毒
環境危害
燃爆危險
急救措施 皮膚接觸
眼睛接觸
吸入
食入
消防措施 危險特性
滅火方法
泄漏應急處理
操作處置與儲存 操作注意事項
儲存注意事項
接觸控制/個體防護 職業接觸限值
監測方法
工程式控制制
眼睛防護
身體防護
手防護
其他防護
理化特性穩定性和反應活性毒理學資料生態學資料廢棄處置運輸信息法規信息大氣中的形成二氧化硫製取三氧化硫對工人危害及防範措施
1、SO2 對人體的危害 2、防治措施 3、結論實驗室製法展開 編輯本段化學品簡介
管制信息
該品不受管制
名稱
中文名稱:二氧化硫 中文別名:亞硫酸酐 英文別名:Sulfur Dioxide
編碼信息
技術說明書編碼:41 CAS No.:7446-09-5 EINECS號:231-195-2 InChI:InChI=1/O2S/c1-3-2
編輯本段結構
SO2是一個彎曲的分子,其對稱點群為C2v。硫原子的氧化態為+4,形式電荷為0,被5個電子對包圍著,因此可以描述為超價分子。從分子軌道理論的觀點來看,可以認為這些價電子大部分都參與形成S-O鍵。 二氧化硫的三種共振結構
SO2中的S-O鍵長(143.1 pm)要比一氧化硫中的S-O鍵長(148.1 pm)短,而O3中的O-O鍵長(127.8 pm)則比氧氣O2中的O-O鍵長(120.7 pm)長。SO2的平均鍵能(548 kJ mol)要大於SO的平均鍵能(524 kJ mol),而O3的平均鍵能(297 kJ mol)則小於O2的平均鍵能(490 kJ mol)。這些證據使化學家得出結論:二氧化硫中的S-O鍵的鍵級至少為2,與臭氧中的O-O鍵不同,臭氧中的O-O鍵的鍵級為1.5。 分子結構與極性:V形分子,極性分子。
物理性質
無色,常溫下為無色有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,易液化,易溶於水(約為1:40)密度2.551g/L,(氣體,標准狀況下) 熔點:-72.4℃(200.75K) 沸點:-10℃(263K) 溶解度: 22 g/100mL(0℃) 15 g/100mL(10℃)
11 g/100mL(20℃) 9.4 g/100mL(25 ℃)
8 g/100mL(30℃) 6.5 g/100mL(40 ℃)
5 g/100mL(50℃) 4 g/100mL(60℃)
3.5 g/100mL(70 ℃) 3.4 g/100mL(80 ℃)
3.5 g/100mL(90 ℃) 3.7 g/100mL(100℃)
化學性質
二氧化硫可以在硫磺燃燒的條件下生成 S(s) +O2(g) =點燃= SO2(g) 硫化氫可以燃燒生成二氧化硫 2H2S(g) + 3O2(g) ==點燃= 2H2O(g) + 2SO2(g) 加熱硫鐵礦,閃鋅礦,硫化汞,可以生成二氧化硫 二氧化硫漂白品紅溶液
4FeS2(s) + 11O2(g) === 2Fe2O3(s) + 8SO2(g) 2ZnS(s) + 3O2(g) === 2ZnO(s) + 2SO2(g) HgS(s) + O2(g) === Hg(g) + SO2(g) 應用:用於生產硫以及作為殺蟲劑、殺菌劑、漂白劑和還原劑。在大氣中,二氧化硫會氧化而成硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠,是環境酸化的重要前驅物。大氣中二氧化硫濃度在0.5ppm以上對人體已有潛在影響;在1~3ppm時多數人開始感到刺激;在400~500ppm時人會出現潰瘍和肺水腫直至窒息死亡。二氧化硫與大氣 實驗步驟
中的煙塵有協同作用。當大氣中二氧化硫濃度為0.21ppm,煙塵濃度大於0.3mg/lL,可使呼吸道疾病發病率增高,慢性病患者的病情迅速惡化。如倫敦煙霧事件、馬斯河谷事件和多諾拉等煙霧事件,都是這種協同作用造成的危害。 按照Claude Ribbe在《拿破崙的罪行》一書中的記載,二氧化硫在19世紀早期被一些在海地的君主當作一種毒葯來鎮壓奴隸的反抗。 二氧化硫對食品有漂白和防腐作用,使用二氧化硫能夠達到使產品外觀光亮、潔白的效果,是食品加工中常用的漂白劑和防腐劑,但必須嚴格按照國家有關范圍和標准使用,否則,會影響人體健康。國內工商部門和質量監督部門曾多次查出部分地方的個體商販或有些食品生產企業,為了追求其產品具有良好的外觀色澤,或延長食品包裝期限,或為掩蓋劣質食品,在食品中違規使用或超量使用二氧化硫類添加劑[1]。
其它性質
SO2可以自偶電離:2SO2===(可逆)SO2++SO32- 2SO2+O2 === 2SO3(加熱,五氧化二釩做催化劑,可逆) 2H2S+SO2 === 3S↓+2H2O SO2+Cl2+2H2O === 2HCl+H2SO4 SO2+2NaOH === Na2SO3+H2O(SO2少量) SO2+NaOH === NaHSO3(SO2過量) Na2SO3+SO2+H2O === 2NaHSO3 CaO+SO2====CaSO3 2CaSO3+O2====2CaSO4(加熱) SO2可以使品紅溶液褪色,加熱後顏色還原,因為SO2的漂白原理是SO2與被漂白物反應生成無色的不穩定的化合物,加熱時,該化合物分解,恢復原來顏色。
編輯本段危險性概述
危險性類別
三星級
侵入途徑
通過呼吸系統
健康危害
易被濕潤的粘膜表面吸收生成亞硫酸、硫酸。對眼及呼吸道粘膜有強烈的刺激作用。大量吸 實驗步驟
入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息。
急性中毒
輕度中毒時,發生流淚、畏光、咳嗽,咽、喉灼痛等;嚴重中毒可在數小時內發生肺水腫;極高濃度吸入可引起反射性聲門痙攣而致窒息。皮膚或眼接觸發生炎症或灼傷。慢性影響:長期低濃度接觸,可有頭痛、頭昏、乏力等全身症狀以及慢性鼻炎、咽喉炎、支氣管炎、嗅覺及味覺減退等。少數工人有牙齒酸蝕症[2]。
環境危害
對大氣可造成嚴重污染。
燃爆危險
該品不自燃,有毒,具強刺激性。
編輯本段急救措施
皮膚接觸
立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗。就醫。
眼睛接觸
提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入
迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入
用水漱口,飲牛奶或生蛋清。就醫。
編輯本段消防措施
危險特性
不燃。若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。 二氧化硫檢測儀
有害燃燒產物:氧化硫。
滅火方法
該品不燃。消防人員必須佩戴過濾式防毒面(全面罩)或隔離式呼吸器、穿全身防火防毒服,在上風向滅火。切斷氣源。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑:霧狀水、泡沫、二氧化碳。
編輯本段泄漏應急處理
應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並立即進行隔離,小泄漏時隔離150m,大泄漏時隔離 生成二氧化硫
450m,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。從上風處進入現場。盡可能切斷泄漏源。用工業覆蓋層或吸附/ 吸收劑蓋住泄漏點附近的下水道等地方,防止氣體進入。合理通風,加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構築圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。如有可能,用一捉捕器使氣體通過次氯酸鈉溶液。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗後再用。
編輯本段操作處置與儲存
操作注意事項
嚴加密閉,提供充分的局部排風和全面通風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩),穿聚乙烯防毒服,戴橡膠手套。遠離易燃、可燃物。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、還原劑接觸。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。配備泄漏應急處理設備。
儲存注意事項
儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應與易(可)燃物、氧化劑、還原劑、食用化學品分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備。
編輯本段接觸控制/個體防護
職業接觸限值
中國MAC(mg/?):15 前蘇聯MAC(mg/?):10 TLVTN:OSHA 5PPM,13mg/?,ACGIH 2PPM,5.2mg/? TLVWN:ACGIH 5PPM,13mg/?
監測方法
鹽酸副玫瑰苯胺比色法;甲醛緩沖液-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法
工程式控制制
嚴加密閉,提供充分的局部排風和全面通風。提供安全淋浴和洗眼設備。 呼吸系統防護:空氣中濃度超標時,佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩)。緊急事態搶救或撤離時,建議佩戴正壓自給式呼吸器。
眼睛防護
呼吸系統防護中已作防護。
身體防護
穿聚乙烯防毒服。
手防護
戴橡膠手套。
其他防護
工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作完畢,淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。
編輯本段理化特性
主要成分:含量:工業級 一級≥99.9%;二級≥99.0%。 外觀與性狀:無色氣體,有刺激性氣味。 pH:2/3的二氧化硫溶於水生成亞硫酸(H2SO3),溶液的pH值變成2或3 方程式:SO2+H2O ←→ H2SO3 熔點(℃):-75.5 沸點(℃):-10 相對密度(水=1):1.43 相對蒸氣密度(空氣=1):2.26 飽和蒸氣壓(kPa):338.42(21.1℃) 燃燒熱(kJ/mol):無意義 臨界溫度(℃):157.8 臨界壓力(MPa):7.87 閃點(℃):無意義 引燃溫度(℃):無意義 爆炸上限%(V/V):無意義 爆炸下限%(V/V):無意義 溶解性:溶於水、乙醇。 溶解度:1:40 (溶於水) 主要用途:用於製造硫酸和保險粉等。
編輯本段穩定性和反應活性
禁配物:強還原劑、強氧化劑、易燃或可燃物 褪色原理:SO2與品紅結合生成一種不穩定的無色或淺色物質,可逆且褪色效果差;加熱後可變回紅色 氯水:漂白(氧化)不可逆 過氧化鈉:與水反應生成雙氧水,漂白(氧化)不可逆 活性炭:疏鬆多孔結構,吸附性。
編輯本段毒理學資料
急性毒性:LD50:無資料 LC50:6600mg/Kg,1小時(大鼠吸入) 亞急性和慢性毒性: 刺激性:家兔經眼:6PPM/4小時/32 天,輕度刺激。
編輯本段生態學資料
其它有害作用:燃燒煤可生成二氧化碳和二氧化硫等物質,二氧化硫 酸雨腐蝕後的森林
可嚴重污染大氣,由其形成的酸雨對植物的危害尤為嚴重。
編輯本段廢棄處置
把廢氣通入純鹼溶液中,加次氯酸鈣中和,然後用水沖入廢水系統。
編輯本段運輸信息
危險貨物編號:23013 UN編號:1079 包裝標志: 包裝類別:O52 包裝方法:鋼質氣瓶;安瓿瓶外普通木箱。 運輸注意事項:該品鐵路運輸時限使用耐壓液化氣企業自備罐車裝運,裝運前需報有關部門批准。鐵路運輸時應嚴格按照鐵道部《危險貨物運輸規則》中的危險貨物配裝表進行配裝。採用鋼瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,並應將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過車輛的防護欄板,並用三角木墊卡牢,防止滾動。嚴禁與易燃物或可燃物、氧化劑、還原劑、食用化學品等混裝混運。夏季應早晚運輸,防止日光曝曬。公路運輸時要按規定路線行駛,禁止在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。 能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。
編輯本段法規信息
化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務院發布),化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號),工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)等法規,針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;常用危險化學品的分類及標志 (GB 13690-92)將該物質劃為第2.3 類有毒氣體;劇毒物品分級、分類與品名編號(GA 57-93)中,該物質的液化或壓縮品被劃為第一類 A級無機劇毒品。 二氧化硫具有酸性,可與空氣中的其他物質反應,生成微小的亞硫酸鹽和硫酸鹽顆粒。當這些顆粒被吸入時,它們將聚集於肺部,是呼吸系統症狀和疾病、呼吸困難,以及過早死亡的一個原因。如果與水混合,再與皮膚接觸,便有可能發生凍傷。與眼睛接觸時,會造成紅腫和疼痛。 二氧化硫是大氣中主要污染物之一,是衡量大氣是否遭到污染的重要標志。世界上有很多城市發生過二氧化硫危害的嚴重事件,使很多人中毒或死亡。在中國的一些城鎮,大氣中二氧化硫的危害較為普遍而又嚴重。 二氧化硫進入呼吸道後,因其易溶於水,故大部分被阻滯在上呼吸道,在濕潤的粘膜上生成具有腐蝕性的亞硫酸、硫酸和硫酸鹽,使刺激作用增強。上呼吸道的平滑肌因有末梢神經感受器,遇刺激就會產生窄縮反應,使氣管和支氣管的管腔縮小,氣道阻力增加。上呼吸道對二氧化硫的這種阻留作用,在一定程度上可減輕二氧化硫對肺部的刺激。但進入血液的二氧化硫仍可通過血液循環抵達肺部產生刺激作用。 二氧化硫可被吸收進入血液,對全身產生毒副作用,它能破壞酶的活力,從而明顯地影響碳水化合物及蛋白質的代謝,對肝臟有一定的損害。動物試驗證明,二氧化硫慢性中毒後,機體的免疫受到明顯抑制。 二氧化硫濃度為10~15ppm時,呼吸道纖毛運動和粘膜的分泌功能均能受到抑制。濃度達20ppm時,引起咳嗽並刺激眼睛。若每天吸入濃度為100ppm8小時,支氣管和肺部出現明顯的刺激症狀,使肺組織受損。濃度達400ppm時可使人產生呼吸困難。二氧化硫與飄塵一起被吸入,飄塵氣溶膠微粒可把二氧化硫帶到肺部使毒性增加3~4倍。若飄塵表面吸附金屬微粒,在其催化作用下,使二氧化硫氧化為硫酸霧,其刺激作用比二氧化硫增強約1倍。長期生活在大氣污染的環境中,由於二氧化硫和飄塵的聯合作用,可促使肺泡纖維增生。如果增生范圍波及廣泛,形成纖維性病變,發展下去可使纖維斷裂形成肺氣腫。二氧化硫可以加強致癌物苯並(a)芘的致癌作用。據動物試驗,在二氧化硫和苯並(a)芘的聯合作用下,動物肺癌的發病率高於單個因子的發病率,在短期內即可誘發肺部扁平細胞癌。
編輯本段大氣中的形成
二氧化硫主要來源於煤和石油的燃燒,濃度高時使人呼吸困難,甚至死亡。 分析方法:煙氣中可以使用煙氣分析儀,如ecom J2KN. 過程裝置中使用SIGNAL 7000 GFC NDIR技術方法
編輯本段二氧化硫製取三氧化硫
先將硫黃或黃鐵礦在空氣中燃燒或焙燒,以得到二氧化硫氣體。將二氧化硫氧化為三氧化硫是生產硫酸的關鍵,其反應為: 2SO2+O2→H2SO3(可逆) 這個反應在室溫和沒有催化劑存在時,實際上不能進行。根據二氧化硫轉化成三氧化硫途徑的不同,製造硫酸的方法可分為接觸法和硝化法。接觸法是用負載在硅藻土上的含氧化鉀或硫酸鉀(助催劑)的五氧化二釩V2O5作催化劑,將二氧化硫轉化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作遞氧劑,把二氧化硫氧化成三氧化硫: SO2+N2O4+H2O→H2SO4+2NO 根據所採用設備的不同,硝化法又分為鉛室法和塔式法,現在鉛室法已被淘汰;塔式法生產的硫酸濃度只有76%;而接觸法可以生產濃度98%以上的硫酸;採用最多。 接觸法生產工藝:接觸法的基本原理是應用固體催化劑,以空氣中的氧直接氧化二氧化硫。其生產過程通常分為二氧化硫的制備、二氧化硫的轉化和三氧化硫的吸收三部分。 二氧化硫的制備和凈化: 以硫鐵礦等其他原料製成的原料氣,含有礦塵、氧化砷、二氧化硒、氟化氫、氯化氫等雜質,需經過凈化,使原料氣質量符合轉化的要求。為此,經回收余熱的原料氣,先通過乾式凈化設備(旋風除塵器、靜電除塵器)除去絕大部分礦塵,然後再由濕法凈化系統進行凈化。 經過凈化的原料氣,被水蒸氣所飽和,通過噴淋93%硫酸的填料乾燥塔,將其中水分含量降至0.1g/?以下。 二氧化硫的轉化:二氧化硫於轉化器中,在釩催化劑存在下進行催化氧化: SO2+(1/2)O2 === SO3 ΔH=-99.0kJ 釩催化劑是典型的液相負載型催化劑,它以五氧化二釩為主要活性組分,鹼金屬氧化物為助催化劑,硅藻土為催化劑載體,有時還加入某些金屬或非金屬氧化物,以滿足強度和活性的特殊需要。通常製成直徑4~6mm、長5~15mm柱狀顆粒。近年來,丹麥、美國和中國相繼開發了球狀、環狀催化劑,以降低催化床阻力,減少能耗。 釩催化劑須在某一溫度以上才能有效地發揮催化作用,此溫度稱為起燃溫度,通常略高於400℃。近年來,研製成功的低溫活性型釩催化劑,其起燃溫度降低到370℃左右,因而提高了二氧化硫轉化率。轉化器進口的原料氣溫度保持在釩催化劑的起燃溫度之上,通常為410~440℃。 由於原料氣經過濕法凈化系統後降溫至40℃左右,所以必須通過換熱器,以轉化反應後的熱氣體間接加熱至反應所需溫度,再進入轉化器。二氧化硫經氧化反應放出的熱量,使催化劑層溫度升高,二氧化硫平衡轉化率隨之降低,如溫度超過650℃,將使催化劑損壞。為此,將轉化器分成3~5層,層間進行間接或直接冷卻,使每一催化劑層保持適宜反應溫度,以同時獲得較高的轉化率和較快的反應速度。 現代硫酸生產用的兩次轉化工藝,是使經過兩層或三層催化劑的氣體,先進入中間吸收塔,吸收掉生成的三氧化硫,余氣再次加熱後,通過後面的催化劑層,進行第二次轉化,然後進入最終吸收塔再次吸收。由於中間吸收移除了反應生成物,提高了第二次轉化的轉化率,故其總轉化率可達99.5%以上,部分老廠仍採用傳統的一次轉化工藝,即氣體一次通過全部催化劑層,其總轉化率最高僅為98%左右。 三氧化硫的吸收:轉化工序生成的三氧化硫經冷卻後在填料吸收塔中被吸收。吸收反應雖然是三氧化硫與水的結合,即: SO3+H2O→H2SO4ΔH=-132.5kJ 但不能用水進行吸收,否則將形成大量酸霧。工業上採用98.3%硫酸作吸收劑,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的總蒸氣壓最低,故吸收效率最高。出吸收塔的硫酸濃度因吸收三氧化硫而升高,須向98.3%硫酸吸收塔循環槽中加水並在乾燥塔與吸收塔間相互串酸,以保持各塔酸濃度恆定。成品酸由各塔循環系統引出。 吸收塔和乾燥塔頂設有金屬絲網除沫器或玻璃纖維除霧器,以除去氣流中夾帶的硫酸霧沫,保護設備,防止環境污染。兩次轉化工藝的最終吸收塔出口尾氣中的二氧化硫濃度小於500×10-6,尾氣可直接排入大氣;而一次轉化工藝的吸收塔尾氣中的二氧化硫濃度高達2000×10-6~3000×10-6,故須設置尾氣處理工序,以使排氣符合環境保護法規。氨水吸收法是應用最廣的尾氣處理方法。
編輯本段對工人危害及防範措施
1、SO2 對人體的危害
SO2 被人體吸入呼吸道後,因易溶於水,故大部分被阻滯在上呼吸道。在濕潤的粘膜上生成具有腐蝕性的亞硫酸,一部分進而氧化為硫酸,使刺激作用增強,如果人體每天吸入濃度為100 ppm的SO2,8 h 後支氣管和肺部將出現明顯的刺激症狀,使肺組織受到傷害。有色金屬冶煉過程中不但產生SO2 氣體,還會產生大量的粉塵。SO2 和粉塵的聯合作用,對產業工人的身體健康造成了重大的損害。因為SO2 隨飄塵氣溶膠微粒進入人體肺部深層,毒性將增加3~4 倍,導致肺泡壁纖維增生。如果增生范圍波及廣泛,形成肺纖維性變,發展下去可使肺纖維斷裂形成肺氣腫。據某冶煉廠統計,300 名接觸SO2 的職工,有30 %的人患有不同程度的支氣管疾病。 SO2 還可被人體吸收進入血液,對全身產生毒性作用,它能破壞酶的活力,影響人體新陳代謝,對肝臟造成一定的損害。慢性毒性試驗顯示,SO2 有全身性毒性作用。兔吸入18~22 mg/ m3 濃度的SO2,每日2 h,經半年左右,對傷寒病的免疫反應明顯下降。小鼠吸入5124 mg/ m3 低濃度SO2,經半年亦能出現免疫反應受抑制的現象。故長期接觸者可能會有呼吸道疾病發病率增加或感冒後不易痊癒,除由於SO2 的直接刺激作用外,尚可能與免疫反應受抑制有關。 曾經對長期接觸平均濃度在50 mg/ m3 的SO2 的人員進行調查,發現慢性鼻炎的患病率較高,主要表現為鼻粘膜肥厚或萎縮,鼻甲肥大,或嗅覺遲鈍等;其次患牙齒酸蝕症;腦通氣功能明顯改變,時間肺活量及最大通氣量的均值降低;肝功能檢查與正常組比較有顯著差異。 SO2 還具有促癌性。動物試驗結果表明10mg/ m3 的SO2 可以加強苯並(a) 芘致癌作用,這種聯合作用的結果,使癌症發病率高於單致癌因子的發病率。
2、防治措施
2.1個人防護 首先,應加強勞動保護及安全生產的教育。操作工人可以將數層紗布用飽和碳酸鈉溶液及%甘油濕潤後夾在紗布口罩中以吸收SO2。工作前後應當用2 %碳酸鈉溶液嗽口。 2.2常規處理SO2 方法 在注意工人個人防護的同時,應採取有效措施處理SO2 煙氣。從五十年代開始,中國對有色冶煉煙氣中低濃度SO2 的回收利用開展了一系列的試驗研究工作,並取得了一定的進展。 亞銨法:採用亞銨法處理SO2 是用氨水吸收SO2,副產品亞銨。雖然亞銨法技術較成熟,但產生的副產品是液體狀態的亞銨,產品的貯存運輸都較困難,只適用於有氨源的小型冶煉廠。 亞硫酸鈉法:中小型的冶煉廠可採用亞硫酸鈉法進行煙氣脫硫。亞硫酸鈉法是利用燒鹼或純鹼吸收SO2,同時產生副產品亞硫酸鈉。例如,上海冶煉廠就採用此法處理煙氣。亞硫酸鈉法工藝簡單,操作方便,系統阻力小,投資和操作費用低。脫硫效率高達95 %左右。但需消耗純鹼和燒鹼,每噸無水亞硫酸鈉消耗純鹼0. 8 t,燒鹼0. 1 t。副產品亞硫酸鈉用途有限,因此不能普遍採用。 氧化鋅法:對於鉛鋅冶煉廠可採用氧化鋅法處理SO2。如湖南水口山礦務局第四冶煉廠就是採用此法。氧化鋅法是以氧化鋅為吸收劑,生成的亞硫酸鋅渣全部返回鋅精礦沸騰爐焙燒,分解出SO2 氣體可用於製取濃SO2。 V2O5 氧化法:有色金屬冶煉過程中產生的SO2 濃度一般低於315 %,不適合直接回收製造SO2。沈陽冶煉廠為了實現SO2 的治理。對生產工藝進行了改革,採用密閉式鼓風爐,同時改造了排煙系統,嚴格控制爐口和煙道的負壓,降低了漏風率,從而提高了SO2 的濃度(4 %~5 %),達到了制酸的要求。利用V2O5 作催化劑,使SO2 氧化為SO3,利用稀硫酸吸收SO3,製造H2SO4,反應如下: 2SO2 + O2——SO3 SO3 + H2O——H2SO4 由於煙氣中含有As2O3,致使催化劑中毒,降低了SO2 的轉化率。 2.3活性炭吸咐法處理SO2 針對以上處理方法存在的問題,系統地研究了利用活性碳吸附法處理有色金屬冶煉過程中產生的SO2,克服了以上治理方法的缺點和局限性。 當含SO2 的廢氣與活性炭接觸時,SO2 即被吸附,當有O2 和水蒸汽存在時,伴隨著物理吸附同時發生化學吸附,具體反應如下: 物理吸附:SO2 ——SO2 O2——O2 H2O——H2O 化學吸附:2SO2 + O2——2SO3 SO3 + H2O——H2SO4 H2SO4——H2SO4 當活性炭上吸附了一定量的H2SO4 後,用水洗法再生活性炭,並得到副產品H2SO4。 SO2 轉化為SO3 是在活性炭的催化作用下完成的,傳統的活性炭吸附法只是利用了活性炭本身的催化劑性能,催化活性低,反應速度緩慢,設備龐大。而此種活性炭處理法是利用活性炭是催化劑載體的特性,在活性炭上載有某種活性成分,構成了更高活性的活性炭催化劑,使SO2 轉化為SO3 的反應速度大大加快,在此基礎又研究了影響活性炭吸附法處理SO2 的其它影響因素。 從實驗結果看, 在25 ℃時脫硫效果最好,100 ℃次之。雖然25 ℃脫硫效率最高,但脫硫後的煙氣溫度較低,煙氣的熱浮力降低,不利於煙氣擴散,煙氣易返回地面,造成附近地面污染。若採用100 ℃時脫硫,雖然脫硫效果不如25 ℃的好,但脫硫效率已經達到較高的數值,並且脫硫後,煙氣溫度較高,易於排煙,因此,應採用100 ℃溫度下脫硫。 影響脫硫效率的各種因素相互制約,當脫硫溫度取100 ℃時,H2O/ SO2 = 1~2,O2/ SO2 = 10~14,空速為3 600 h - 1時,脫硫效率可達96 %。
3、結論
在有色金屬冶煉過程中產生的SOx,是對操作工人身體健康影響最大的有毒氣體,必須採取有效的防治措施,以保證工人的身體健康。 用活性炭處理有色金屬冶煉過程中產生的SO2,具有脫硫效率高、工藝簡單、操作易控制、活性炭可再生重復利用、無二次污染等特點,克服了亞銨法,亞硫酸鈉法和氧化鋅法在應用上的局限性和缺點,也避免了用V2O5 氧化法的催化劑中毒問題,是一種行之有效且應用前景廣泛的方法。
編輯本段實驗室製法
二氧化硫實驗室通常用亞硫酸鈉與濃硫酸反應製取二氧化硫 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2(g)+H2O 或用銅與濃硫酸加熱反應 Cu+2H2SO4=△=CuSO4+SO2(g)+2H2O 尾氣處理:通入氫氧化鈉溶液 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
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7. 天然氣液化裝置中,三級製冷過程跟二級製冷過程的區別在哪裡請詳細描述!
一、液化天然氣(LiquifiedNaturalGas,簡稱LNG)
主要成分是甲烷,被公認是地球上最干凈的能源。無色、無味、無毒且無腐蝕性,其體積約為同量氣態天然氣體積的1/600,液化天然氣的重量僅為同體積水的45%左右。其製造過程是先將氣田生產的天然氣凈化處理,經一連串超低溫液化後,利用液化天然氣船運送。燃燒後對空氣污染非常小,而且放出熱量大,所以液化天然氣好。
它是天然氣經壓縮、冷卻,在-160度下液化而成。其主要成分為甲烷,用專用船或油罐車運輸,使用時重新氣化。20世紀70年代以來,世界液化天然氣產量和貿易量迅速增加,2005年LNG國際貿易量達1888.1億立方米,最大出口國是印度尼西亞,出口314.6億立方米;最大進口國是日本763.2億立方米。
二、國內外概況及發展趨勢
1941 年在美國克利夫蘭建成了世界第一套工業規模的 LNG 裝置,液化能力為 8500 m3 /d 。從 60 年代開始, LNG 工業得到了迅猛發展,規模越來越大,基本負荷型液化能力在 2. 5 × 104 m3 /d 。據資料[3]介紹,目前各國投產的 LNG 裝置已達 160 多套, LNG 出口總量已超過 46.1 8 × 106 t/a 。
天然氣的主要成分是甲烷,甲烷的常壓沸點是 -16 1 ℃ ,臨界溫度為 -84 ℃ ,臨界壓力為 4.1MPa 。 LNG 是液化天然氣的簡稱,它是天然氣經過凈化(脫水、脫烴、脫酸性氣體)後[4],採用節流、膨脹和外加冷源製冷的工藝使甲烷變成液體而形成的[5]。
2.1 國外研究現狀
國外的液化裝置規模大、工藝復雜、設備多、投資高,基本都採用階式製冷和混合冷劑製冷工藝,目前兩種類型的裝置都在運行,新投產設計的主要是混合冷劑製冷工藝,研究的主要目的在於降低液化能耗。製冷工藝從階式製冷改進到混合冷劑製冷循環,目前有報道又有 C Ⅱ -2 新工藝[6],該工藝既具有純組分循環的優點,如簡單、無相分離和易於控制,又有混合冷劑製冷循環的優點,如天然氣和製冷劑製冷溫位配合較好、功效高、設備少等優點。
法國 Axens 公司與法國石油研究所 (IFP) 合作,共同開發的一種先進的天然氣液化新工藝—— Liquefin 首次工業化,該工藝為 LNG 市場奠定了基礎。其生產能力較通用的方法高 15%-20% ,生產成本低 25% 。使用 Liquefin 法之後,每單元液化裝置產量可達 600 × 104 t/y 以上。採用 Liquefin 工藝生產 LNG 的費用每噸可降低 25% [7] 。該工藝的主要優點是使用了翅片式換熱器和熱力學優化後的工藝,可建設超大容量的液化裝置。 Axens 已經給美國、歐洲、亞洲等幾個主要地區提出使用該工藝的建議,並正在進行前期設計和可行性研究。 IFP 和 Axens 開發的 Liquefin 工藝的安全、環保、實用及創新特點最近已被世界認可,該工藝獲得了化學工程師學會授予的「工程優秀獎」 [8] 。
美國德克薩斯大學工程實驗站,開發了一種新型天然氣液化的技術—— GTL 技術已申請專利。該技術比目前開發的 GTL 技術更適用於小規模裝置,可加工 30.5 × 104 m3 /d 的天然氣。該實驗站的 GTL 已許可給合成燃料 (Synfuels) 公司。該公司在 A & M 大學校園附近建立了一套 GTL 中試裝置,目前正在進行經濟性模擬分析。新工藝比現有技術簡單的多,不需要合成氣,除了發電之外,也不需要使用氧氣。其經濟性、規模和生產方面都不同於普通的費托 GTL 工藝。第一套工業裝置可能在 2004 年上半年建成[9]。
2.2 國內研究現狀
早在 60 年代,國家科委就制訂了 LNG 發展規劃, 60 年代中期完成了工業性試驗,四川石油管理局威遠化工廠擁有國內最早的天然氣深冷分離及液化的工業生產裝置,除生產 He 外,還生產 LNG 。 1991 年該廠為航天部提供 30tLNG 作為火箭試驗燃料。與國外情況不同的是,國內天然氣液化的研究都是以小型液化工藝為目標,有關這方面的文獻發表較多[10],以下就國內現有的天然氣液化裝置工藝作簡單介紹。
2.2.1 四川液化天然氣裝置
由中國科學院北京科陽氣體液化技術聯合公司與四川簡陽市科陽低溫設備公司合作研製的 300l/h 天然氣液化裝置,是用 LNG 作為工業和民用氣調峰和以氣代油的示範工程。該裝置於 1992 年建成,為 LNG 汽車研究提供 LNG 。
該裝置充分利用天然氣自身的壓力,採用氣體透平膨脹機製冷使天然氣液化,用於民用天然氣調峰或生產 LNG ,工藝流程合理,採用氣體透平膨脹機,技術較先進。該裝置基本不消耗水、電,屬節能工程,但液化率很低,約 10% 左右,這是與它的設計原則一致的。
2.2.2 吉林油田液化天然氣裝置
由吉林油田、中國石油天然氣總公司和中科院低溫中心聯合開發研製的 500l/h 撬裝式工業試驗裝置於 1996 年 12 月整體試車成功,該裝置採用以氮氣為冷劑的膨脹機循環工藝,整個裝置由 10 個撬塊組成,全部設備國產化 [11]。
該裝置採用氣體軸承透平膨脹機;國產分子篩深度脫除天然氣中的水和 CO2 ,工藝流程簡單,採用撬裝結構,符合小型裝置的特點。採用純氮作為製冷工質,功耗比採用冷劑的膨脹機循環要高。沒有充分利用天然氣自身壓力,將天然氣在中壓下( 5.0MPa 左右)液化(較高壓力下液化既可提高氮氣的製冷溫度,又可減少製冷負荷),因此該裝置功耗大。
2.2.3 陝北氣田液化天然氣
1999 年 1 月建成投運的 2 × 104 m3 /d 「陝北氣田 LNG 示範工程」是發展我國 LNG 工業的先導工程,也是我國第一座小型 LNG 工業化裝置。該裝置採用天然氣膨脹製冷循環,低溫甲醇洗和分子篩乾燥聯合進行原料氣凈化,氣波製冷機和透平膨脹機聯合進行低溫製冷,燃氣機作為循環壓縮機的動力源,利用燃氣發動機的尾氣作為加熱分子篩再生氣的熱源。該裝置設備全部國產化。裝置的成功投運為我國在邊遠油氣田上利用天然氣生產 LNG 提供了經驗[12]。
2.2.4 中原油田液化天然氣裝置
中原油田曾經建設了我國最大的 LNG 裝置,原料氣規模為 26.6 5 × 104 m3 /d 、液化能力為 1 0 × 104 m3 /d 、儲存能力為 1200 m3 、液化率為 37.5%[13]。目前,在充分吸取國外先進工藝技術的基礎上,結合國內、國外有關設備的情況,主要針對自身氣源特點,又研究出 LNG 工藝技術方案 [14] 。該工藝流程採用常用的分子篩吸附法脫水,液化工藝選用丙烷預冷 + 乙烯預冷 + 節流。
裝置在原料氣量 30× 104 m3 /d 時,收率高達 51.4% ,能耗為 0.13 Kwh/Nm3 。其優點在於各製冷系統相對獨立,可靠性、靈活性好。但是工藝相對較復雜,須兩種製冷介質和循環,設備投資高。由於該廠充分利用了油田氣井天然氣的壓力能,所以液化成本低。
2.2.5 天津大學的小型液化天然氣( LNG )裝置
小型 LNG 裝置與大型裝置相比,不僅具有原料優勢、市場優勢而且投資低、可搬遷、靈活性大[15]。 LNG 裝置主要是用胺基溶劑系統對天然氣進行預處理,脫除 CO2 等雜質;分子篩脫水;液化幾個步驟。裝置採用單級混合製冷系統;閉合環路製冷循環用壓縮機壓縮製冷劑。單級混合製冷劑工藝操作簡便、效率高,適用於小型 LNG 裝置。
壓縮機的驅動機可用燃氣輪機或電動馬達。電價低的地區可優先考慮電動馬達(成本低、維修簡單)。在燃料氣價格低的地區,燃氣透平將是更好的選擇方案。經濟評估結果表明,採用燃氣輪機驅動機的液化裝置,投資費要比選用電動馬達高出 200 萬~ 400 萬美元。據對一套 15 × 106ft 3 /d 液化裝置進行的成本估算,調峰用的 LNG 項目儲罐容積為 10 萬 m3 ,而用於車用燃料的 LNG 項目僅需 700m3 儲罐,導致最終調峰用的 LNG 成本為 2.03 ~ 2.11 美元 /1000ft3 ,而車用 LNG 成本僅 0.98 ~ 0.99 美元 /1000 ft3 。
2.2.6 西南石油學院液化新工藝
該工藝日處理 3.0 × 104 m3 天然氣,主要由原料氣 ( CH4 : 95.28% , CO2 :2.9% ) 脫 CO2 、脫水、丙烷預冷、氣波製冷機製冷和循環壓縮等系統組成。 以 SRK 狀態方程作為基礎模型,開發了天然氣液化工藝軟體。 天然氣壓縮機的動力採用天然氣發動機,小負荷電設備用天然氣發電機組供電,解決了邊遠地區無電或電力緊張的難題。由於邊遠地區無集輸管線可利用,將未能液化的天然氣循環壓縮,以提高整套裝置的天然氣液化率。
裝置採用一乙醇胺法( MK-4 )脫除 CO2 。由於處理量小,脫二氧化碳的吸收塔和再生塔應採用高效填料塔 [16] 。由於混合製冷劑,國內沒有成熟的技術和設計、運行管理經驗,儀表控制系統較復雜。同時考慮到原料氣中甲烷含量高,有壓力能可以利用。故採用天然氣直接膨脹製冷作為天然氣液化循環工藝[17]。氣波製冷屬於等熵膨脹過程,氣波製冷機是在熱分離機的基礎上,運用氣體波運動的理論研製的。在結構上吸收了熱分離機的一些優點,同時增加了微波吸收腔這一關鍵裝置,在原理上與熱分離機存在明顯不同,更加有效地利用氣體的壓力,提高了製冷效率。
2.2.7 哈爾濱燃氣工程設計研究院與哈爾濱工業大學
LNG 系統主要包括天然氣預處理、天然氣的低溫液化、天然氣的低溫儲存及天然氣的氣化和輸出等[18]。經過處理的天然氣通過一個多級單混冷凝過程被液化,製冷壓縮機是由天然氣發動機驅動。 LNG 儲罐為一個雙金屬壁的絕熱罐,內罐和外罐分別是由鎳鋼和碳鋼製成 [19] 。
循環氣體壓縮機一般採用天然氣驅動,可節省運行費用而使投資快速收回。壓縮機一般採用非潤滑式特殊設計,以避免天然氣被潤滑油污染[20]。採用裝有電子速度控制系統的透平,而且新型透平的最後幾級葉片用鑽合金製造,改善了機械運轉。安裝於透平壓縮機上的新型離合器是撓性的,它們的可靠性比較高,還可以調整間隙。