第七章__气态污染物控制技术基础[李].ppt

第七章 气态污染物控制技术基础 第七章 气态污染物控制技术基础 第七章 气态污染物控制技术基础 第一节 气体扩散 一、气体在气相中的扩散 扩散系数DAB（P235，7-1） 同一物质的扩散系数随介质的种类、温度、压强、浓度等变化而变化。 二、气体在液体中的扩散 扩散系数DAB（P237，7-3） 第二节 气态污染物的吸收净化 一、概述 用液体处理气体中的污染物，使其中一种或几种气态物质以扩散方式通过气、液两相界面而溶于液体的过程。因此又称湿式净化。 气体吸收的必要条件是污染气体（污染物）在吸收液中有一定的溶解度。吸收过程中所用的液体称为吸收剂（液）或溶剂。被吸收的气体中可溶解的组分称为吸收质或溶质，不能溶解的组分称为惰性气体。 吸收分为物理吸收和化学吸收。 第二节 气态污染物的吸收净化 二、吸收机理 双膜理论。 吸收过程是溶质由气相向液相转移的相际传质过程，可分为三个步骤： (1) 溶质由气相主体扩散至两相界面气相侧(气相内传质)； (2) 溶质在界面上溶解(通过界面的传质)； (3) 溶质由相界面液相侧扩散至液相主体(液相内传质)。 第二节 气态污染物的吸收净化 双膜理论的基本论点： 1、相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，相界面两侧的传质阻力全部集中于这两个停滞膜内，吸收质以分子扩散方式通过此二膜层由气相主体进入液相主体； 2、在相界面处，气、液两项瞬间即可达到平衡，界面上没有传质阻力，溶质在界面上两相的的组成存在平衡关系，即所需的传质推动力为零或气、液两相达到平衡。 3、在两个停滞膜以外的气、液两相主体中，由于流体充分流动，不存在浓度梯度，物质组成均匀。溶质在每一相中的传质阻力都集中在虚拟的停滞膜内。 第二节 气态污染物的吸收净化 吸收过程为溶质通过气膜和液膜的分子扩散过程。所以，两项间传质的速率方程分别为： 气膜： (NA)g=Kg(PA-PA,i) 液膜： (NA)l=Kl(CA,i-CA) 式中： (NA)g，(NA)l——溶质通过气膜和液膜的传质通量，kmol/(m2·s) PA，CA——溶质在气、液两相主题中的压力(Pa)和浓度(kmol/m3) PA,i，CA,i——溶质在气、液两相界面上的压力(Pa)和浓度(kmol/m3) Kg——以气相分压为推动力的气膜传质系数，kmol/(m2·s·Pa) Kl——以液相浓度为推动力的液膜传质系数，m·s 第二节 气态污染物的吸收净化 三、气液平衡 1.气液平衡关系式 在一定的温度、压力下，当混合气体与液相吸收剂接触时，混合气体中的可吸收组分（吸收质）向吸收剂进行质量传递（吸收过程）；同时也发生液相中的吸收质组分向气相逸出的质量传递（解吸过程）。 当两个过程的传质速率相等时，气液两相达到动态平衡，即相平衡。 第二节 气态污染物的吸收净化 （1）气体在液体中的溶解度 Kg/100kg溶剂 与气体和溶剂的性质有关，受温度、压力影响。溶解度与该组分在气相中的分压成正比、与温度成反比（图7-4） 问题：如何增大被溶解气体组分的溶解度？ （1）溶剂：溶解力强、选择性好 （2）提高分压（总压） （3）降低温度。 第二节 气态污染物的吸收净化 （2）亨利定律 物理吸收时，当总压不高（不超过5×105Pa）时，在恒温下，稀溶液上方溶质的平衡压力与它在溶液中的摩尔分率成正比，此即亨利定律，表达式： C=H?P* C——溶质的平衡浓度mol/m3（溶解度） H——亨利系数mol/(m3 ? Pa) P*——平衡时气相中的组分分压Pa（平衡分压） 第二节 气态污染物的吸收净化 2.吸收系数 有多种形式（与吸收推动力相对应） 通过实验测定是获得吸收系数的根本途径。在规定条件范围内，利用吸收系数的经验公式： （1）用水吸收氨气： kga=6.07×10-4G0.9L0.39 （2）常压下用水吸收CO2 k1a=2.57×U0.96 （3）用水吸收SO2 kga=9.81×10-4G0.7L0.25 第二节 气态污染物的吸收净化 四、物理吸收（略） 气体溶解于溶剂中的物理过程，无显著的化学反应。 用水吸收氨气、 CO2、 SO2等，吸收率低、速度慢。 第二节 气态污染物的吸