第八章有害气体净化ppt课件.pptx
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1、第八章 有害气体净化,主要内容,第一节 有害气体吸收第二节 有害气体吸附第三节 净化气态污染物的其他方法,有害气体:SO2、NOx、甲醛、苯系物、工业废气等有害气体的净化技术是使气态污染物从气流中分离出来或者转化成无害物质的方法与措施。可分为三种不同作用原理:吸收法、吸附法和催化转化法。吸收:Absorption吸附:Adsorption,吸收法是指利用液体与混合气体接触,利用气体在液体中的溶解能力的不同,其中一种或多种有害组分溶解于液体中,或者发生选择性化学反应,从而将污染物从气流中分离出来的操作过程。优势:可同时除尘,处理气量大缺点:产生污水,处理不当易造成二次污染吸收质:被吸收的气体惰气
2、:不参与吸收的气体,第一节 有害气体吸收,一、物理吸收与化学吸收,物理吸收:物理溶解过程,可逆过程,降低温度、增大压力有利于吸收;如水吸收氯化氢、氨气、二氧化碳等;化学吸收:吸收质与吸收剂发生化学反应;一般不可逆,吸收速率较快,吸收程度更完全。如碱液吸收HCl、SO2等,(一)吸收过程的气液相平衡这里主要指的是物理吸收的气液相平衡开始:k1k2, 随着溶解吸收的进行,吸收速率减小,解吸速率增大饱和(平衡): k1=k2平衡状态下被吸收气体在溶液上方的分压称为平衡分压力。,二、吸收净化的基本原理,气相,液相,吸收k1,解吸k2,1.浓度表示方法(1)物质的量分数液相:气相:(2)比物质的量分数液
3、相:气相:,二、吸收净化的基本原理,以两组分为例,2. 亨利定律当温度一定,系统总压不太高(5*105 Pa)时,稀溶液中气体的溶解度与气相中气体分压成正比。如果液相中以吸收质摩尔体积浓度表示则有:,二、吸收净化的基本原理,或 P*=H C,如果气相组分也用物质的量分数y*表示,则有根据8-1和8-2可得,在稀溶液中X较小,可近似为,二、吸收净化的基本原理,判断吸收的难易程度:斜率判断吸收进行的程度:Y,二、吸收净化的基本原理,SO2,SO2,SO2,(二)吸收过程机理1. 双膜理论,二、吸收净化的基本原理,2. 吸收速率方程气相:,二、吸收净化的基本原理,液相:稳定吸收时,经推导,二、吸收净
4、化的基本原理,3. 提高吸收效果的措施增大吸收速率、增大吸收容量、减小传质阻力。,二、吸收净化的基本原理,雾化、喷淋、鼓泡,4. 化学吸收分为五个步骤:化学吸收速率既决定于化学反应速率,又取决于扩散速率。当化学反应速率远小于传质速率时,为动力学控制;反之,为扩散控制。,二、吸收净化的基本原理,(三)吸收过程的物料平衡及操作线方程式在确定吸收剂用量前,要先分析吸收过程的物料平衡,建立操作线方程式。根据CMB原理:操作过程连续稳定,V,L定值。,二、吸收净化的基本原理,改写为:对于全塔物料平衡液气比:,二、吸收净化的基本原理,(一)吸收设备的基本要求,三、吸收净化的常用设备,效率、成本、安全!环保
5、,(二)吸收设备分类根据气-液两相界面的形成方式,可分为表面吸收器、鼓泡式吸收器和喷洒吸收器三类。,三、吸收净化的常用设备,表面吸收,填料吸收塔,三、吸收净化的常用设备,喷淋塔,(三)常用的吸收设备1. 填料吸收塔逆向流、同向流和错流式三种。填料有实体填料和网体填料两种优点:结构简单,适应性强,填料高度可根据需要调节,气流阻力小,气液接触效果好。缺点:烟气含尘量高时,易堵塞,清理检修时填料损耗大。,三、吸收净化的常用设备,2. 湍球塔填料塔的一种特殊形式。吸收液均匀喷洒在小球表面,气体穿过球层表面液体,小球在塔内旋转、碰撞,气液固三相接触,小球表面液膜不断更新,增大了吸收动力,提高了吸收效率。
6、优点:气体流速高,处理能力大,设备体积小,不易堵塞缺点:有返混现象,小球磨损大。,三、吸收净化的常用设备,3. 板式塔又称为筛板塔,气体多次与筛板上液层多次接触,效率较高。优点:结构简单,吸收率高缺点:筛孔易堵塞,三、吸收净化的常用设备,4. 喷洒式吸收器(1)空心喷洒吸收器结构简单,压降小,可兼作冷却除尘,但吸收效率低。(2)机械喷洒吸收器设备尺寸小、效率高、压降低。但结构复杂,耗能大,不适合腐蚀性强的气体和液体,三、吸收净化的常用设备,5. 文丘里吸收器优点:体积小、处理能力大,可兼作冷却除尘设备,缺点:能耗高,噪音大,三、吸收净化的常用设备,(四)吸收气体污染物的工艺配制1. 吸收剂的选
7、择,三、吸收净化的常用设备,2. 吸收工艺流程中的配置(1)富液的处理(2)除尘(3)烟气的预冷却3. 结垢与堵塞4. 除雾四、吸收净化有害气体实例(自学),三、吸收净化的常用设备,第二节 有害气体吸附,吸附法属于干法工艺,与湿法工艺相比,工艺流程简单,无腐蚀性,净化效率高,一般无二次污染,气体可回收利用。一、吸附净化法及其分类 吸附净化是利用多孔性固体物质表面上未平衡或饱和的分子力,把气体混合物中的一种或几种有害组分吸附在固体表面,从而从气流中分离除去的净化操作过程。可广泛应用于有计划供、是有化工等部门,脱出水分、有机蒸汽、恶臭等,利用变压吸附法处理合成氨放气,可回收纯度很高的氢气。 但吸附
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