第05章 气态污染物控制技术基础ppt课件.ppt

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1、第七章气态污染物控制技术基础1.吸收法2.吸附法3.催化法4.生物法气态污染物处理方法第一节吸收法基础气体吸收吸收机理气液平衡物理吸收化学吸收气体吸收吸收机理双膜模型（应用最广）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.双膜理论双膜模型气相分传质速率液相分传质速率总传质速率方程xAL气液平衡平衡－吸收过程的传质速率等于解吸过程溶解度每100kg水中溶解气体的kg数气液平衡常见气体的平衡溶解度亨利

2、定律亨利定律一定温度下，稀溶液中溶质的溶解度与气相中溶质的平衡分压成正比参数换算吸收系数吸收系数的不同形式传质阻力传质阻力－吸收系数的倒数传质过程吸收系数的影响因素吸收质与吸收剂设备、填料类型流动状况、操作条件吸收系数的获取实验测定；经验公式计算；准数关联计算有利于传质的因素吸收系数越大越好温度下降，流速增大，传质系数增大接触时间越长越好t取决于塔的尺寸，流速传质推动力越大越好化学吸收化学吸收的优点溶质进入溶剂后因化学反应消耗掉，溶剂容纳的溶质量增多液膜扩散阻力降低填料表面的停滞层仍为有效湿表面化学吸收两分子反应中相界面附近液

3、相内A与B的浓度分布化学吸收的气液平衡平衡浓度计算1.吸收质与溶剂作用（如水吸收氨）2.吸收后发生解离（如水吸收SO2和CO2）R－平衡转化率3.吸收质与溶剂中活性组分反应（如Ca(OH)2溶液吸收SO2）化学吸收速率吸收速率物理吸收时化学吸收时K1－未发生化学反应时的液相传质分系数－由于化学反应使吸收速率增强的系数相当于选取相同的推动力C,选用不同的传质系数－引入增强系数吸收法适用范围处理气体量大污染物质浓度低吸收速度快，吸收效率高多采用化学吸收吸收设备吸收设备喷淋塔吸收设备吸收设备填料塔填料塔第二节吸附法基础气体吸附吸

4、附剂吸附机理吸附工艺与设备计算气体吸附吸附用多孔固体吸附剂将气体（或液体）混合物中的组分浓集于固体表面吸附质－被吸附物质吸附剂－附着吸附质的物质优点：效率高、可回收、设备简单缺点：吸附容量小、设备体积大物理吸附和化学吸附物理吸附化学吸附1.吸附力－范德华力；2.不发生化学反应；3.过程快，瞬间达到平衡；4.放热反应；5.吸附可逆；1.吸附力－化学键力；2.发生化学反应；3.过程慢；4.升高温度有助于提高速率；5.吸附不可逆；物理吸附和化学吸附同一污染物可能在较低温度下发生物理吸附若温度升高到吸附剂具备足够高的活化能时，发生化学

5、吸附吸附剂吸附剂需具备的特性内表面积大具有选择性吸附作用高机械强度、化学和热稳定性吸附容量大来源广泛，造价低廉良好的再生性能常用吸附剂特性吸附剂类型活性炭活性氧化铝硅胶沸石分子筛4A5A13x堆积密度/kg·m-3200～600750～1000800800800800热容/kJ(kg·K)-10.836～1.2540.836～1.0450.920.7940.794——操作温度上限/K423773673873873873平均孔径/Å15～2518～48224513再生温度/K373～413473～523393～423473～57

6、3473～573473～573比表面积/㎡·g-1600～1600210～360600——————气体吸附的影响因素操作条件低温有利于物理吸附；高温利于化学吸附增大气相压力利于吸附吸附剂性质比表面积（孔隙率、孔径、粒度等）气体吸附的影响因素吸附质性质、浓度临界直径－吸附质不易渗入的最大直径吸附质的分子量、沸点、饱和性吸附剂活性单位吸附剂吸附的吸附质的量静活性－吸附达到饱和时的吸附量动活性－未达到平衡时的吸附量气体吸附的影响因素吸附剂再生溶剂萃取活性炭吸附SO2，可用水脱附置换再生脱附剂需要再脱附降压或真空解吸吸附作用，再生温度

7、加热再生吸附平衡当吸附速度＝脱附速度时，吸附平衡，此时吸附量达到极限值极限吸附量受气体压力和温度的影响吸附等温线NH3在活性炭上的吸附等温线吸附等温线m－单位吸附剂的吸附量P－吸附质在气相中的平衡分压K,n－经验常数,实验确定吸附方程式弗罗德里希（Freundlich）方程（I型等温线中压部分）lgm对lgP作图为直线吸附方程式朗格缪尔（Langmuir）方程（I型等温线）吸附速率吸附过程吸附外扩散（气流主体外表面）内扩散（外表面内表面）吸附速率外扩散速率内扩散速率总吸附速率方程吸附工艺固定床吸附工艺移动床吸附工艺流化床第三节

8、催化法气体催化净化催化作用和催化剂气固催化反应动力学气－固相催化反应器的设计气体催化净化含尘气体通过催化床层发生催化反应，使污染物转化为无害或易于处理的物质应用工业尾气和烟气去除SO2和NOx有机挥发性气体VOCs和臭气的催化燃烧净化汽车尾气的催化净化催化净化工艺段间冷却的四