气态污染物的净化专用课件.ppt

11 气态污染物的净化 11.1 吸收净化 11.2 吸附法 11.3 催化转化法 11.4 燃烧法 11.5 生物净化法 重点、难点 吸附及催化转化原理； 热力燃烧的条件废气生物净化原理； 烟囱高度的计算 11.1 吸收净化 一、气态污染物净化过程的特点 1、处理气量较大，而其中所含气态污染物的浓度又较低 2、废气中气态污染物成分较复杂 3、多数情况下，吸收过程仅是将污染物又气相转入液相，还需对吸收液作进一步处理，以免产生二次污染 4、综合利用，将废物资源化 二、吸收机理 （一）化学吸收的气液平衡—双膜理论 （1）气体在液体中的溶解度 气体的溶解度是在100Kg水中溶解气体的千克数 （2）亨利定律（相平衡方程式） 对于非理想溶液，当总压不高（一般不超过5×105Pa）时，温度一定，稀溶液中溶质的溶解度与气相中溶质的平衡分压成正比，即： ① 或 ② 或 ③ （二）吸收过程的气液平衡—亨利定律 (3)传质吸收过程的判断 ①根据相平衡的概述，可以判断气液接触时溶质的传质方向，即溶质是由气相传到液相（被吸收），还是从液相传到气相（被解吸）。 现以一传质设备来说明传质过程的进行。 y1、y2分别表示进、出口气相中溶质的浓度； x1、x2分别表示进、出口液相中溶质的浓度； x2*、y2*分别表示进、出口气、液相中溶质的平衡浓度。 若测得yyi*，则该组分将被溶液吸收——吸收过程； 若测得yyi*，则该组分将从溶液中解吸出来——解吸过程。 同理：xxi*——吸收过程；xxi*——解吸过程。 ②用相平衡方程式还能确定吸收（或解吸）过程进行的限度，从而提出合理的工艺设计要求。 物理吸收 化学吸收 （三）吸收的分类 三、吸收剂的选择 选择原则 1 2 3 4 价廉易得，腐蚀性小 吸收容量大，选择型高 粘度小，热稳定性高 适宜得沸点，易于再生 四、吸收设备 （一）填料塔 2、特点 结构简单、造价低、耐腐蚀、耐高温、适应性强、气体阻力小、能耗低，但含尘浓度较高时会填塞填料，且吸收率不算太高。 1、工作流程： 吸收液体由上部喷头喷入，被吸收气体由下部送入，气液在中间填料层中充分接触，净化的气体从顶部排出，吸收后的液体从底部排出。 1、工作过程 2、特点 （二）板式塔 吸收液体又上部喷头喷入，被吸收气体由下部送入，气液在中间塔板层相互接触。常用的塔板有筛孔板、斜孔板、筛网等。 吸收效率高等。缺点是板孔容易堵塞，吸收过程必须保持恒定的作业条件，且体积大，构造复杂，造价较高。 （三）喷雾塔 气体在设备内与液体接触，主要有普通喷雾塔以及文丘里除尘器和冷却器使用，但吸收效率较低。 （四）湍球塔 以轻质小球作为气液接触的媒体，轻质小球放置在筛板上。它处理气量大，设备体积小，但小球磨损严重。 11.2 吸附法 一、吸附的分类及其原理 （1）物理吸附 作用力：分子间范德华力(单层、双层)。 范德华力：定向力、诱导力和逸散力的总称。 物理吸附特征： ①吸附质与吸附剂间不发生化学反应； ②吸附过程极快，参加吸附的各相间常常瞬时即达平衡； ③吸附为放热反应； ④吸附剂与吸附质间的吸附力不强，当气体中吸附质降压或温度升高时，被吸附的气体能很容易的从固体表面逸出，而不改变气体原来形状； ⑤是一种不可逆过程（吸附与脱附）。 （2）化学吸附 作用力：化学键力（需一定的活化能故又称活化能吸附）。单层吸附。 化学吸附特征： ①有很强的选择性； ②吸附速率较慢，达到吸附平衡需相当长时间； ③升高温度可提高吸附速率。 气体吸附过程 · 气膜扩散 微孔扩散 在吸附剂表面吸附 二、吸附剂 （一）吸附剂必备的条件 （二）常用吸附剂 ①巨大的内表面，大的比表面积即大的吸附容量； ②良好的选择性； ③较高的机械强度、化学与热稳定性； ④来源广泛，造价低廉； ⑤良好的再生性能（从经济角度考虑）。 活性炭， 活性氧化铝， 硅胶， 沸石分子筛， 吸附树脂等。 三、吸附操作的因素 1、操作条件 2、吸附剂的性质 3、吸附质的性质与浓度 4、吸附剂的活性 四、吸附剂的再生 再生方法 2、降压或真空解吸再生 5、化学转化再生 6、微生物再生 1、加热解吸再生 3、溶剂萃取再生 4、置换再生 五、常用的吸附设备 固定吸附器 结构简单，吸附剂磨损小。缺点是操作复杂，劳动力强度大，设备体积大。 移动床吸附器 固体吸附剂在吸附床中不断移动。优点是处理气量大，设备内吸附剂用率高，不会出现漏吸的死角。缺点是吸附剂磨损严重。 11.3 催化转化法 一、催化转化的概念及特点 催化转化 是指废气通过催化剂床层的催化反应，是其中的污染物转化为无害或易于处理与回收利用物质的净化方法。 优点 ① 对