大气污染处理工程吸收法净化气态污染物

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1、大气污染控制工程吸收法净化气态污染物吸收法净化气态污染物根据气体混合物中各组分在液体溶剂中物理溶解度或化学反应活性不同而将混合物分离的一种方法优点：效率高、设备简单、一次投资费用相对较低缺点：需要对吸收后的液体进行处理、设备易受腐蚀第五章吸收法净化气态污染物物理吸收：利用气体混合物在所选择的溶剂中溶解度的差异而使其分离的吸收过程化学吸收：伴有显著化学反应的吸收过程。该法使吸收过程推动力增大，阻力减少，吸收效率提高，可处理低浓度气态污染物针对实际工程问题常具有废气量大、污染物浓度低、气体成分复杂和排放标准要求高等特点，大多采用化学吸收法。吸收法净

2、化气态污染物本章学习内容：吸收平衡吸收速率吸收设备与设计吸收工艺的配置吸收净化法的应用第一节吸收平衡物理吸收平衡化学吸收平衡一、物理吸收平衡1.气体组分在液体中的溶解度吸收过程：当混合气体与吸收剂接触时，气相中的可吸收组分向液相进行质量传递的过程。解吸过程：伴随吸收过程发生的液相中吸收组分反过来向气相逸出的质量传递过程。一、物理吸收平衡平衡溶解度：在一定的温度和压力下，吸收过程的速率和解吸过程的速率最终将会相等，气液两相间的质量传递达到动态平衡。平衡时，液相中吸收组分的量称为该气体的平衡溶解度，简称溶解度。溶解度是吸收的最大限度。一、物理吸收平

3、衡几种常见气体污染物水中溶解度曲线气体的溶解度在同一系统中一般随温度的升高而减小，随压力的增大而增大。增大气相中该气体的浓度也能使其溶解度增大。适用条件：在系统压力不太高，温度不太低以及溶解气体组分又不与液体起化学反应的情况下，难溶气体的溶解平衡可近似认为遵循亨利定律，对中溶和易溶气体在液相溶解浓度较低时也可近似认为遵从亨利定律。在实际的废气处理时也经常用亨利定律进行计算。2.亨利定律一、物理吸收平衡二、化学吸收平衡为了加快净化速率、提高净化效率，实际气态污染物净化过程通常采用化学吸收法。此时，气体溶于液体中，且与液体中某组分发生化学反应，被吸

4、收组分既遵从相平衡关系又遵从化学平衡的关系。二、化学吸收平衡则气态污染物A在溶液中的转化过程可表示为：设气态污染物A与吸收液中所含组分B发生如下反应：二、化学吸收平衡气态污染物的总溶解量由液相物理吸收量和化学反应消耗量两部分组成:其中[A]物理平衡可采用前面介绍的亨利定律近似计算，而[A]化学消耗可根据化学平衡进行计算。由亨利定律有：由化学平衡有：二、化学吸收平衡二、化学吸收平衡由于吸收组分既遵从相平衡关系又遵从化学平衡的关系，式中[A]就是[A]物理平衡，在已知化学平衡常数K及反应前后反应物B的浓度变化的情况下可求出生成物M、N的浓度，再由化

5、学反应式可求出[A]化学消耗及[A]净化。二、化学吸收平衡1.被吸收组分A与溶剂互相作用水对氨的吸收过程就属于这种情况。这种情况下气态污染物A在溶液中的转化过程的通式可表示为：二、化学吸收平衡吸收前[M]=0，被吸收组分A从气相溶入液相后，与溶剂B进行化学反应生成M，最后达到平衡，此时组分A进入溶剂的总浓度　　：在A的稀溶液中，溶剂B的浓度很大，[B]可视为常数，且K也为常量，此时（1+K[B]）近似为常数，对比亨利定律,溶解度系数是无化学作用时的（1+K[B]）倍。二、化学吸收平衡2.被吸收组分在溶液中离解二、化学吸收平衡用水吸收H2S时，H

6、2S会进一步解离成为H+和HS-。对于这种情况组分A在溶液中的转化过程为：二、化学吸收平衡当溶液中没有同离子存在时，则[M+]=[N-]二、化学吸收平衡由气液相平衡得到进入溶液中A的总浓度　　：二、化学吸收平衡3.被吸收组分与溶剂中活性组分作用废气治理中用含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、碳酸钠和亚硫酸钠等溶液吸收烟气中二氧化硫就属于这种情况。对于这种情况，组分A在溶液中的转化过程为：二、化学吸收平衡这种情况和第一种情况的差别在于活性组分B的浓度在反应前后不能认为不变。设溶剂中活性组分B的初始浓度为，若平衡转化率为，则溶液中组分B的平衡浓度为，而生成物M

7、的平衡浓度为。二、化学吸收平衡由化学平衡关系式有将气液平衡关系代入得：二、化学吸收平衡进入溶液中A的总浓度：，它表征了带化学反应气液平衡的特征。若物理溶解量与化学溶解量相比可忽略不计，则：二、化学吸收平衡随着的增加，组分A在液相内的溶解度变大，但无论怎样增大，式中右端第二个因子总是小于1的。在此种反应类型情况下，对纯粹的化学吸收而言，A组分的溶解度的最大值不超过吸收活性组分的初始浓度值。第二节吸收速率物理吸收速率化学吸收速率一、物理吸收速率吸收是气态污染物从气相向液相转移的过程，对于吸收机理以双膜理论应用较为普遍。气膜、液膜、气相主体、液相主体

8、。双膜理论模型一、物理吸收速率传质过程：被吸收组分从气相主体通过气膜边界向气膜移动；被吸收组分从气膜向相界面移动；被吸收组分在相界面处溶入液相；溶入液