吸收工艺与设备.ppt

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1、第九章吸收工艺与设备吸收法净化气态污染物1、吸收的定义吸收是使废气与液体紧密接触，气体混合物中的一种或多种组分溶解于液体中，或者与液体中的组分进行选择性化学反应，从而将物质从气相中分离出来的操作过程。吸收净化废气是利用废气中一种或多种组分在一定吸收剂中溶解度的不同，或与吸收剂中组分发生选择性化学反应来分离气体混合物的。2、吸收的分类吸收可以按吸收质与吸收剂之间有无化学反应发生分为物理吸收和化学吸收两大类。（1）物理吸收：是指在吸收过程中，气体组分在吸收剂中只是单纯的物理溶解过程，吸收质与吸收剂之间

2、没有显著的化学反应发生。如水吸收氨气。（2）化学吸收：是指在吸收过程中，吸收质与吸收剂或液相中的某种活性组分发生化学反应。如用碱性溶液或浆液吸收燃烧烟气中的低浓度SO2等。吸收还可以按吸收过程中有无温度变化分为等温吸收和非等温吸收。吸收法净化气态污染物可以近似按等温吸收处理。3、吸收的基本理论（1）吸收平衡在一定温度和压力下，气液接触时，混合气体中的可吸收组分进入液相，称为吸收；同时液相中的吸收质向气相逸出，称为解吸。当吸收速率等于解吸速率时，气液两相达到平衡，此时气相中吸收质的分压称平衡压（p

3、*）；液相中收质浓度称平衡浓度（c*）。吸收过程进行的方向与极限取决于溶质在气液两相中的平衡关系。当p＞p*时，即发生吸收过程。p与p*的差别越大，吸收的推动力越大，吸收的速率也越大；反之，如果p＜p*，溶质便由液相向气相转移，即发生解吸过程。（2）亨利定律在一定的温度下，当气相总压不太高时，稀溶液体系中，溶质在溶液中的摩尔分率与它在气相中的平衡分压成正比：Pe=Hx式中Pe——溶质组分在气体中的平衡分压，kPa；x——溶质在液相中的摩尔分率；H——亨利常数。H又称为溶解度系数，难溶气体H值大，易溶气

4、体H值小。（3）双膜理论双膜理论的基本要点如下：①相互接触的气、液两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的滞流膜层吸收质以分子扩散方式通过此二膜层。②在相面处，气、液两相处于平衡状态。③在膜层以外的气、液两相主体中，由于流体充分湍动，吸收质浓度是均匀的，即两相主体内不存在浓度梯度，全部浓度变化集中在两层薄膜层内，吸收传质阻力也在两膜中。气液界面污染物扩散方向气相主体液相主体气膜液膜双膜理论示意图4、吸收剂的选择原则和方法（1）吸收剂的选择原则吸收剂应对混合气体中被吸收组分具有良

5、好的选择性和较大的吸收能力；饱和蒸汽压低，以减少挥发损失，避免吸收液成分进入气相，造成浪费和新的污染；沸点高、热稳定性高，不易起泡；粘性小，能改善吸收塔内的流动状况，提高吸收速率，降低泵的功耗，减小传热阻力；化学稳定性高，腐蚀性小、无毒性、不易燃；价廉易得、易于解吸再生或产生的富液易于综合利用。（2）吸收剂的选择方法a.对于物理吸收，可按照相似相溶规律选择吸收剂；b.对于化学吸收，选择容易与被吸收气体发生反应的物质作吸收剂；c.在水中溶解度较大的气体，可用水作吸收剂，价廉易得、流程、设备和操作都比较简

6、单；但设备庞大、净化效率低、动力消耗大；d.吸收碱性气体常用各种酸液作为吸收剂；对于酸性气体，则优先选用碱或碱性盐溶液吸收。（3）吸收剂的再生吸收剂使用到一定程度，需要处理后再使用，处理的方式一是通过再生回收副产品后重新使用，如亚硫酸钠法吸收SO2气体，吸收液中的亚硫酸氢钠经加热再生，回收SO2后变为亚硫酸钠重新使用。二是直接把吸收液加工成副产品，如用氨水吸收SO2得到的亚硫酸铵经氧化变为硫酸铵化肥。5、吸收流程（1）逆流流程：气液分别由两端逆向流动进入吸收装置的流程称为逆流流程。逆流流程在实际应

7、用中较多，如火电厂湿法烟气脱硫中大多数工艺都采用逆流吸收塔。（2）并流流程：气液由同一端、按同一方向流动而进入吸收装置的流程称为并流流程。并流流程在实际应用中较少。（3）错流流程：气体沿水平方向进入吸收装置，吸收液自上而下喷淋，在吸收装置中呈交叉状。吸收液吸收液气体吸收液气体气体逆流型并流型错流型吸收流程6、吸收设备的分类和特点（1）对吸收设备的基本要求a.气液之间有较大的接触面积和一定的接触时间；b.气液之间扰动剧烈，吸收阻力小，吸收效率高；c.操作稳定并有合适的弹性；d.气流通过时的压降小；

8、e.结构简单，制造维修方便，造价低廉；f.针对具体情况，要求具有抗蚀和防堵能力。（2）吸收设备的分类a.表面吸收器凡能使气液两相在固定的接触面上进行吸收操作的设备均称为表面吸收器。如填料塔、湍球塔等。废气由塔底进入，吸收剂由塔顶均匀地喷淋到填料层中并向下流动。废气与吸收剂在填料层中充分接触，吸收传质的平均推动力大，吸收效果好。b.鼓泡式吸收器典型的鼓泡式吸收器是板式塔，塔内装有多孔塔板，板上装满吸收剂，呈连续相；