第七章 气态污染物控制技术基础.ppt

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1、第七章气态污染物控制技术基础第一节吸收法净化气态污染物第二节吸附法净化气态污染物第三节催化法净化气态污染物第一节吸收法净化气态污染物主要内容一、气态污染物种类二、含气态污染物废气净化方法三、吸收法分类四、气体吸收五、物理吸收传质计算六、化学吸收的特点七、化学吸收基本原理八、吸收能力的计算九、化学反应对吸收的影响十、吸收设备十一、吸收方案的确定重点：化学吸收的特点、化学反应对吸收的影响难点：化学吸收基本原理、吸收能力的计算学时：2一、气态污染物种类有害气体（常温常压下）如：SO2、NOx、CO等无机污染物如：SO2有机污

2、染物如：硫醇、硫醚以化学分类划分以沸点高低划分有害蒸气（常温常压下）如：汞蒸气、Pb蒸气、苯蒸气二、含气态污染物废气净化方法1．冷凝法2．吸收法3．吸附法4．催化转化法5．燃烧法三、吸收法分类吸收法利用吸收剂将混合气体中一种或数种组分（吸收质）有选择的吸收分离过程称作吸收。三、吸收法分类物理吸收：被吸收气体组分单纯溶解于液体，如水吸收HCl气体特点：无选择，吸收量少化学吸收：被吸收气体组分与吸收剂或已溶解于吸收剂中的某些活性组分发生明显化学反应的吸收过程。如NaOH溶液吸收SO2。特点：有选择，吸收量大三、吸收法分类化

3、学吸收四、气体吸收一）、双膜理论（双阻力理论，有效膜理论）基本点：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有效滞流膜层，吸收质以扩散方式通过此二膜层；2)在相界面处，气液两相达于平衡，传质阻力为零，传质阻力集中于气液二膜层内：3)在膜层以外的气液两相中心区，由于液体充分湍动，吸收质浓度是均匀的，即两相中心区内浓度梯度皆为零，全部浓度变化集中在两个有效膜层内。一）、双膜理论（双阻力理论，有效膜理论）基本点：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有效滞流膜层，吸收质

4、以扩散方式通过此二膜层；2)在相界面处，气液两相达于平衡，传质阻力为零，传质阻力集中于气液二膜层内；3)在膜层以外的气液两相中心区，由于液体充分湍动，吸收质浓度是均匀的，即两相中心区内浓度梯度皆为零，全部浓度变化集中在两个有效膜层内。四、气体吸收一）、双膜理论（双阻力理论，有效膜理论）从气相主体传递到界面的量=从界面传递到液相主体的量气体吸收质在单位时间内通过单位面积相界面而被吸收的量称为吸收速率。吸收速率=吸收系数×吸收推动力气相分传质速率方程为：式中：NA：吸收质A的吸收速率，kmol/m2·hkG:气膜传质分系数

5、，kmol/m2·h·Pap,pi:吸收质A在气相主体流及相界面上的分压，Pa四、气体吸收一）、双膜理论（双阻力理论，有效膜理论）液相分传质速率方程为：在稳态吸收操作中，从气相主体流传递到相界面吸收质的通量等于从界面传递到液相主体的吸收质通量。式中：NA：吸收质A的吸收速率，kmol/m2·hKL:液膜传质分系数，m/hC,Ci:吸收质A在液相主体流及相界面上的浓度，kmol/m3四、气体吸收一）、双膜理论（双阻力理论，有效膜理论）由于相界面浓度难以确定，利用上两式计算吸收速率较为困难，而平衡分压、平衡浓度易得。为避免

6、测定界面浓度，实际应用的吸收速率方程，即总传质速率方程为：式中：KG,KL-分别以p-p﹡和c﹡-c为推动力的气相、液相的总传质吸收系数。四、气体吸收二）、气液系统的相平衡气、液相相接触，气、液相之间存在物质传递现象。气相组分溶于液相中去，液相组分逃逸至气体中来，这是一个动态过程。在一定温度和压力下，两相物质传递将达到一个动态平衡。在动态平衡时，两相中组分浓度之间将遵从一定的比例关系。1、相平衡常数2、享利定律四、气体吸收二）、气液系统的相平衡1、相平衡常数溶解平衡时，两相中组分浓度的比例系数，将是一个常数，这个常数就

7、叫相平衡常数。用m表示，m单位随浓度单位变化而变化。四、气体吸收2、享利定律①享利定律：对于大多数气体的稀溶液，气液之间的平衡关系可用享利定律来表示：式中E——享利系数，单位与相同。②享利定律的又一形式，当组分浓度以C，而不以x表示时。H——溶解度系数，Kmol·m-3·atm-1在享利定律的适用范围内，H是温度的函数。H=f（T）T↑H↓H值反应了气体组分溶解的难易程度。易溶气，H大，难溶气，H小。四、气体吸收2、享利定律享利定律示意图四、气体吸收3、相平衡常数与享利系数的关系对于稀溶液，E、H有如下关系：M0:溶剂

8、分子量;ρ0:溶液密度。四、气体吸收4、总吸收速率与分吸收速率系数方程关系由于气液相在气液界面上处于平衡，有：四、气体吸收4、总吸收速率与分吸收速率系数方程关系与总传质方程式比较∴or四、气体吸收4、总吸收速率与分吸收速率系数方程关系∵or（1）对于易溶气体∴H很大，气液相总传质速度由气膜控制（2）对于难溶气体很大∴H很小，总传质