工业通风课件：第五章 通风排气中有害气体的净化.ppt

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1、第五章通风排气中有害气体的净化§5.1概述净化排气中有害气体的方法：燃烧法冷凝法吸收法（重点）吸附法（重点）原理：氧化反应把废气中的烃类成份有效地转化为二氧化碳和水，其它成分如卤素或含硫的有机物也可转化为允许向大气排放或容易回收的物质。适用：有机溶剂蒸气和碳氢化合物的净化处理，也可用于除臭。燃烧法燃烧法热力燃烧：明火下的火焰燃烧催化燃烧：在催化作用下，使CH化合物在稍低的温度下氧化分解燃烧法§5.1概述冷凝法液体受热蒸发产生的有害蒸气（铬酸蒸气）可以通过冷凝使其从废气中分离。这种方法净化效率低，仅适用于浓度高、冷凝温度高的有害蒸气。§5.1概述吸收法的特点：1）广泛应用于有害气体

2、的净化，尤其是无机气体；2）同时除尘(同湿式除尘器），处理气体量大，费用低；3）对排水需要进行处理，净化效率难达到100％。§5.2吸收过程的理论基础§5.2吸收过程的理论基础一、物理吸收和化学吸收物理吸收是单纯的物理溶解过程，例如用水吸收氨。物理吸收是可逆的，解吸时不改变被吸收气体的性质。化学吸收则伴有明显的化学反应，例如用碱吸收二氧化硫。二、浓度的表示方法1．摩尔分数摩尔分数是指气相或液相中某一组分的摩尔数与该混合气体或溶液的总摩尔数之比。液相气相2．比摩尔分数被吸收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液相气相§5.2吸收过程的理论基础[例5-1]

3、已知氨水中氨的质量百分数为25％，求氨的摩尔分数和比摩尔分数。三、吸收的气液平衡关系定义：相平衡时，液相中吸收质的浓度与气相中吸收质的分压力（浓度）之间的关系。吸收质PtPq吸收质惰气吸收剂Pq液相表面的吸收质分压力Pq与吸收剂中吸收质的浓度成正比。Pq对吸收过程起阻碍作用Pq对吸收过程起推动作用Pq对解吸过程起推动作用Pq对解吸过程起阻碍作用吸收速度>解吸速度Pq吸收速度解吸速度§5.2吸收过程的理论基础Pq=Pq，吸收速度=解吸速度，气相和液相中的组分就不再变化，此时气液两相达到相际动平衡，简称相平衡或平衡。平衡状态下，吸收剂中的吸收质浓度达到最大，称为平衡浓

4、度，或溶解度。平衡状态下，气相中吸收质的分压力称为该液相浓度(即溶解度)下的气相平衡分压力。§5.2吸收过程的理论基础在气相吸收质分压力相同的情况下，吸收剂温度愈高，吸收剂温度一定，气相吸收质分压力愈高，液相平衡浓度(溶解度)愈高。液相平衡浓度(溶解度)愈低。气体在吸收剂中的溶解度与哪些因素有关？吸收质和吸收剂的性质气相中吸收质的分压力吸收剂的温度气体能否被液体吸收取决于：气相中吸收质分压力和与液体中吸收质浓度相对应的平衡分压力之间的相对大小。例如：t=20℃时，用水吸收氨，水中氨的含量为10.4gNH3／100gH2O，试问什么情况下，吸收能进行？只有当气体中氨的分压力大于10k

5、Pa时，吸收才能继续进行。§5.2吸收过程的理论基础对于稀溶液，气体总压力不高的情况(低于5个大气压)，气液之间平衡关系可用亨利定律表示：§5.2吸收过程的理论基础E值的大小反映了该气体吸收的难易程度E随温度的增大而增大1．液相中吸收质浓度用C(kmol/m3)表示H值是随温度的上升而下降的2．气液两相吸收质浓度用摩尔分数和比摩尔分数表示已知：Pz，y求：PP=Pzy§5.2吸收过程的理论基础§5.2吸收过程的理论基础YAXAXAYAm随温度的增大而增大m值小，气体容易吸收§5.2吸收过程的理论基础掌握了气液平衡关系，有助于解决以下两方面的问题：1．在设计过程中判断吸收的难

6、易程度XYY>YY=Y-Y吸收推动力2.在运行过程中判断吸收已进行到什么程度XYY§5.2吸收过程的理论基础[例5-2]求Pz=latm、t=20℃时二氧化硫和水的气液平衡关系。§5.3吸收过程的机理吸收过程传质过程传质分子扩散对流传质导热对流传热2两膜以外的气液两相叫做气相主体和液相主体。主体内吸收质的浓度均匀分布。3无论气液两相主体是否达到平衡，在相界面上气液两相总是处于平衡状态。4气液两相内的质量传递过程：气相主体中的吸收质首先以对流传质的方式达到气膜表面，然后以分子扩散的方法通过气膜到达相界面，进入液相中，在液相中首先以分子扩散的方式通过液膜，最后以对

7、流传质的方法扩散到液相主体中去。5吸收过程的阻力主要是吸收质通过液膜和气膜的分子扩散阻力。双膜理论的基本点1气液两相接触时，它们的分界面叫做相界面。在相界面两侧分别存在一层很薄的气膜和液膜，膜层的厚度是随气液两相流速的增加而减小的，膜层中的流体均处于滞流状态。吸收质以分子扩散方式通过这两个膜层，从气相扩散到液相。当气相主体浓度YA>Yi*时，以YA-Yi*为吸收推动力克服气膜阻力，从a到b，在相界面上气液两相达到平衡，然后以Xi*-XA为吸收推动力克服液膜阻力，从b’