气态污染物控制技术.pptx

气态污染物控制技术第1页/共85页大气污染控制工程一、颗粒污染物的净化——气溶胶二、有害气体的净化——气态污染物1、气态污染物净化的一般原理根据蒸气压差异进行净化根据分子态污染物溶解度的不同利用分子状物质的选择吸附作用利用污染物分子与附加物质进行特定的化学反应第2页/共85页2、净化方法冷凝法(蒸气态污染物)一级处理液体吸收法固体吸附法催化转化法直接燃烧1000℃以上热力燃烧700-800℃催化燃烧300-400℃燃烧法第3页/共85页大型脱硫设备 第4页/共85页有机废气浓缩吸附净化设备 第5页/共85页酸碱废气净化塔 第6页/共85页第七章 气态污染物控制技术基础气体扩散气体在气相中的扩散气体在液相中的扩散气体吸收吸收机理气液平衡物理吸收化学吸收 气体扩散过程第一节 气体扩散第7页/共85页气态污染物脱除过程的单元操作流体输送热量传递质量传递分子扩散－分子运动引起湍流扩散－流体质点运动引起第8页/共85页气体扩散在气相中的扩散（Gilliland 方程）——扩散系数，cm2/s——绝对温度，K——气体的摩尔质量——气体在沸点下呈液态时的摩尔体积， cm3/mol气体在气相中的扩散第9页/共85页扩散系数物质的特性常数之一影响因素：介质的种类温度压强浓度气体在气相中的扩散第10页/共85页部分气体在空气中的扩散系数（0oC，）扩散系数的测量第11页/共85页Stephan过程——液体A的密度，g/m3——液体的初始高度，cm——液体的最终高度，cm——变化时间，s——分别为初始和最终时的空气分压气体在液相中的扩散第12页/共85页在液相中的扩散系数估算方程——液体的粘度，cPa——溶剂的缔结因数，水，甲醇。乙醇， 非缔结溶剂如苯、乙醚均为扩散系数随溶液浓度变化很大上式只适用于稀溶液气体在液相中的扩散第13页/共85页某些物质在水中的扩散系数（20oC，稀溶液）第二节 气体吸收第14页/共85页吸收机理 1.双膜模型（应用最广）假定:界面两侧存在气膜和液膜,膜内为层流, 传质阻力只在膜内气膜和液膜外湍流流动,无浓度梯度, 即无扩散阻力气液界面上,气液达溶解平衡 即:CAi=HPAi膜内无物质积累,即达稳态.气液界面流体微元液体主相吸收机理第15页/共85页2.渗透模型假定:气液界面上的液体微元不断被液相主体中浓度为CAL的微元置换每个微表面元与气体接触时间都为?界面上微表面元在暴露时间?内的吸收速率是变化的气液界面流体微元液体主相吸收机理第16页/共85页3.表面更新模型假定:各表面微元具有不同的暴露时间,t=0-?各表面元的暴露时间(龄期)符合正态分布 4. 其它模型表面更新模型的修正基于流体力学的传质模型界面效应模型xAL双膜理论第17页/共85页双膜模型气相分传质速率液相分传质速率总传质速率方程第18页/共85页思考题气体在气相中的扩散与液相中的　扩散有什么不同？扩散与去除有害气体的相互关系　是什么？第19页/共85页第二节　气体的吸收吸收设备第20页/共85页吸收设备第21页/共85页填料塔第22页/共85页填料塔第23页/共85页直径50空心球泡沫颗粒滤珠填料（EPS发泡塑料滤珠） 第24页/共85页鲍耳环填料 供应丝网波纹填料第25页/共85页拉西环，矩鞍环，异鞍环，十字环，鲍尔环 气液平衡第26页/共85页平衡－吸收过程的传质速率等于解吸过程溶解度每100kg水中溶解气体的kg数气液平衡第27页/共85页常见气体的平衡溶解度亨利定律第28页/共85页亨利定律一定温度下，稀溶液中溶质的溶解度与气相中溶质的平衡分压成正比参数换算第29页/共85页一、气体在液相中的平衡溶解度溶解度是系统的温度、总压、气相组成的函数即不太高＜5atm时，认为P对溶解度的影响可忽略，当当温度一定时。—A组分在气相中的分压。若以组成在溶液中的浓度为自变量，则第30页/共85页1、当溶解达到平衡时，平衡溶解度（气液平衡）2、享利定律 对于压力不太大的稀溶液，在一定温度下，气体在液体中的溶解度与该气体的平衡分压成正比。①当溶质含量以表示（单组分）②溶质含量以浓度表示时第31页/共85页①当溶质含量以表示（单组分）—吸收质在液相中的摩尔分率物理吸收—溶解于液相中的吸收质的量对于来说：化学吸收—未参加反应的量—享利系数,单位与气相压相同（atm）气体在水中的亨利系数值见下表第32页/共85页气体在水中的亨利系数值第33页/共85页表示时，则又可写成当以气体的摩尔分率——为溶质在气相中的摩尔分率 推导：据Dolton定律(为气相总压)则：又 ∵∴—相平衡常数第34页/共85页表示时,亨利定律可表示为②溶质含量以浓度或—溶质在液相中的浓度物理吸收——完全溶解量化学吸收——剩余溶解量——溶解度系数 　注： 气体溶解度大小的指标