大气污染第七章.ppt

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1、第七章气态污染物控制技术基础有害气体能否净化高空排放大气稀释但有害气体总量不变使地面污染物浓度不超标达标排放回收利用否适应气体类别浓度范围（ppm）温度范围燃烧法有机气体及恶臭几百～几千>100℃冷凝法有机蒸汽>1000常温以下吸收法无机气体及部分有机气体几百～几千常温吸附法绝大多数有机气体和无机气体<300<40℃有害气体净化方法主要有四种：ξ7－1吸收过程的理论基础吸收法——用适当的溶液与混合气体接触，混合气体中各组分在液体中的溶解能力不同，去除其中一种或几种的过程。优点：对无机气体的净化很有效，且能同时进行除尘，适应于处理气量，费用低。缺点：要进行废水处理。一、物理吸收与化学吸收物理吸

2、收：只是单纯的物理溶解过程。化学吸收：有明显的化学反应，吸收效率比前者高。特别适合处理低浓度气体。二、浓度的表示方法1、摩尔分数：气相或液相中某组分的摩尔数与混合气体或溶液的总摩尔数之比。液相中：吸收质A＋吸收剂B气相中：吸收质A＋惰气CmAmBnAnB2、比摩尔分数在吸收操作中，被吸收的气体称为吸收质，气相中不参与吸收的气体称为惰气，吸收用的液体称为吸收剂。惰气量和吸收剂在吸收过程中基本保持不变，故以它们来表示吸收质的浓度较方便。三、吸收的气液平衡关系一定P、T下，吸收剂和混合气体接触，由于分子扩散，吸收质的分子扩散到吸收剂溶液中；同时已被吸收的吸收质分子也由于分子扩散向气相中转移，即解吸

3、。开始时，吸收速率大，解吸速率小，经过足够长的时间，吸收速率＝解吸速率。此时，气液两相中组分不再变化，此时称为相平衡。此时吸收质在吸收剂中的浓度称为平衡浓度。此时，液相中吸收质的浓度用C表示，气相中与之对应的吸收质的平衡压力用P*表示。1、C与P*之间的存在一定的函数关系（亨利定律）1）对于稀溶液（总压力P<5atm）时，P*=Ex其中：E——亨利常数；x——摩尔分数；有害气体净化中，浓度较低，亨利定律完全适用。2）其他表达形式A、当液相中吸收质浓度用C（kmol/m3)表示时，B、液相中吸收质浓度以摩尔分数表示时，C、用比摩尔分数表示气液两相中吸收质的浓度时，吸收机理1.双膜模型（应用最广

4、）假定:界面两侧存在气膜和液膜,膜内为层流,传质阻力只在膜内气膜和液膜外湍流流动,无浓度梯度,即无扩散阻力气液界面上,气液达溶解平衡即:CAi=HPAi膜内无物质积累,即达稳态.吸收机理2.渗透模型假定:流体微元气液界面液体主相气液界面上的液体微元不断被液相主体中浓度为CAL的微元置换每个微表面元与气体接触时间都为界面上微表面元在暴露时间内的吸收速率是变化的吸收机理3.表面更新模型流体微元气液界面液体主相假定:各表面微元具有不同的暴露时间,t=0-各表面元的暴露时间(龄期)符合正态分布4.其它模型表面更新模型的修正基于流体力学的传质模型界面效应模型用双膜理论对吸收过程进行描述XA,YA

5、—液相、气相主体浓度；YAi,,XAi—相界面上气相、液相的浓度YAi,,=mXAi以YA－YAi为推动力克服气膜阻力，相界面上平衡又以XAi-XA为推动力克服液气膜阻力，最后扩散到液相主体，完成整个吸收过程。xAL吸收速率方程式气液两相平衡，是指长时间两相接触后，吸收剂所能吸收的最大气体量。而实际中，接触时间有限，必须确定单位时间内的吸收剂所吸收的气体量—吸收速率。1、单位时间内通过气膜传到相界面的吸收质量2、单位时间内通过液膜传到液相主体的吸收质量续同理，吸收系数吸收系数的不同形式常用吸收系数经验式a——单位体积填料层所提供的有效接触面积。传质过程吸收系数的影响因素吸收质与吸收剂设备、填

6、料类型流动状况、操作条件吸收系数的获取实验测定；经验公式计算；准数关联计算传质阻力传质阻力－吸收系数的倒数1）当相平衡常数m很小（易溶气体），m/kl很小，可以忽略，则Kg=kg，即传质阻力主要为气膜阻力。应减小气膜阻力来强化吸收（如，增大气流速率、扰动气流）。2）当m很大时（难溶气体），mkg很大，则1/mkg很小，故Kl=kl，即传质阻力主要为液膜阻力。应减小液膜阻力来强化吸收（如，增加液体流量和液体湍度）。强化吸收过程得措施A、增加气液接触面积F；B、增大传质系数K：1）增加气液速率，减小气膜厚度Kg、Kl2）采用m小的吸收剂（即吸收剂对吸收质的溶解度大）KC、增加供液量，降低液相主体

7、浓度XA,增加推动力（XA*-XA)在设计中判断吸收的难易程度或判断吸收进行的程度已知有害气体中吸收质的浓度YA；吸收剂中吸收质的浓度XA。利用吸收质的气液相平衡线找出与XA对应的气相平衡浓度YA*，当YA>YA*时，可进行吸收，ΔY＝YA-YA*愈大，愈易吸收。如果ΔY很小，难以吸收，应重新选择或更换吸收剂。ξ7-2吸收设备要求：1）相接触面积大，并迅速更新；2）采用逆流操作，增大吸收推动力；3）气液间扰动