大气污染处理工程吸收法净化气态污染物剖析.ppt

大气污染控制工程 吸收法净化气态污染物 吸收法净化气态污染物 根据气体混合物中各组分在液体溶剂中物理溶解度或化学反应活性不同而将混合物分离的一种方法 优点：效率高、设备简单、一次投资费用相 对较低 缺点：需要对吸收后的液体进行处理、设备 易受腐蚀 第五章 吸收法净化气态污染物 物理吸收：利用气体混合物在所选择的溶剂中溶解 度的差异而使其分离的吸收过程 化学吸收：伴有显著化学反应的吸收过程。该法使 吸收过程推动力增大，阻力减少，吸收 效率提高，可处理低浓度气态污染物 针对实际工程问题常具有废气量大、污染物浓度低、气体成分复杂和排放标准要求高等特点，大多采用化学吸收法。 吸收法净化气态污染物 本章学习内容： 吸收平衡 吸收速率 吸收设备与设计 吸收工艺的配置 吸收净化法的应用 第一节 吸收平衡 一、物理吸收平衡 1.气体组分在液体中的溶解度 吸收过程：当混合气体与吸收剂接触时，气相中的可吸收组分向液相进行质量传递的过程。 解吸过程：伴随吸收过程发生的液相中吸收组分反过来向气相逸出的质量传递过程。 一、物理吸收平衡 平衡溶解度：在一定的温度和压力下，吸收过程的速率和解吸过程的速率最终将会相等，气液两相间的质量传递达到动态平衡。平衡时，液相中吸收组分的量称为该气体的平衡溶解度，简称溶解度。溶解度是吸收的最大限度。 一、物理吸收平衡 二、化学吸收平衡 为了加快净化速率、提高净化效率，实际气态污染物净化过程通常采用化学吸收法。此时，气体溶于液体中，且与液体中某组分发生化学反应，被吸收组分既遵从相平衡关系又遵从化学平衡的关系。 二、化学吸收平衡 则气态污染物A在溶液中的转化过程可表示为： 二、化学吸收平衡 　　气态污染物的总溶解量由液相物理吸收量和化学反应消耗量两部分组成: 由亨利定律有： 二、化学吸收平衡 　　由于吸收组分既遵从相平衡关系又遵从化学平衡的关系，式中[A]就是[A]物理平衡，在已知化学平衡常数K 及反应前后反应物B的浓度变化的情况下可求出生成物M、N的浓度，再由化学反应式可求出[A]化学消耗及[A]净化。 二、化学吸收平衡 二、化学吸收平衡 2.被吸收组分在溶液中离解 二、化学吸收平衡 二、化学吸收平衡 由气液相平衡得到进入溶液中A的总浓度　　： 二、化学吸收平衡 二、化学吸收平衡 这种情况和第一种情况的差别在于活性组分B的浓度在反应前后不能认为不变。设溶剂中活性组分B的初始浓度为 ，若平衡转化率为 ，则溶液中组分B的平衡浓度为 ，而生成物M的平衡浓度为 。 二、化学吸收平衡 由化学平衡关系式有 二、化学吸收平衡 进入溶液中A的总浓度： 第二节 吸收速率 物理吸收速率 化学吸收速率 一、物理吸收速率 　　　吸收是气态污染物从气相向液相转移的过程，对于吸收机理以双膜理论应用较为普遍。 气膜、液膜、 气相主体、 液相主体。 一、物理吸收速率 传质过程： 被吸收组分从气相主体通过气膜边界向气膜移动； 被吸收组分从气膜向相界面移动； 被吸收组分在相界面处溶入液相； 溶入液相的被吸收组分从气液相界面向液膜移动； 溶入液相的被吸收组分从液膜向液相主体移动。 一、物理吸收速率 　　在稳态吸收操作中，从气相主体传递到界面吸收质的通量等于从界面传递到液相主体的通量，在界面上无吸收质的积累和亏损。 一、物理吸收速率 组分A在界面位置处于气液平衡状态： 稳定吸收过程的总传质速率方程式： 一、物理吸收速率 一、物理吸收速率 　　在总传质阻力中，若气膜的阻力远远大于液膜阻力，则称为气膜控制；若液膜阻力远远大于气膜阻力，则称为液膜控制。 提高物理吸收速率可采取以下措施： （1）提高气液相对运动速度，以减小气膜和液膜的厚度。 （2）增大供液量，降低液相吸收浓度，以增大吸收推动力。 （3）增加气液接触面积。 （4）选用对吸收质溶解度大的吸收剂。 二、化学吸收速率 吸收速率方程 典型特定情况 二、化学吸收速率 二、化学吸收速率 化学吸收过程： 气相反应物A从气相本体通过气膜向气-液相界面传递。 气相反应物A自气-液相界面向液相传递。 反应物A在液膜或液相主体中与B发生反应(视反应速率的快慢而定)。 反应生成的液相产物留存在液相中(如有气相产物生成则向相界面扩散)。 气相产物自相界面通过气膜向气相本体扩散。 二、化学吸收速率 　　化学吸收法净化气态污染物质一般要求吸收剂在吸收条件下的蒸气压很低或趋于零，化学反应只