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大气污染控制工程讲义

第七章气态污染物控制技术基础

第一节气体吸收

一概述

1．定义：吸收净化法是利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中溶解度不同，或者其中某一种或多种组

分与吸收剂中活性组分发生化学反应，达到将有害物从废气中分离出来，净化废气的目的的一种方法。

吸收

2．分类：

（1）物理吸收：可看成是单纯的物理溶解过程。如：水吸收HCL、CO2等。吸收限度取决于气体在液体

中的平衡浓度；吸收速率主要取决于污染物从气相转入液相的扩散速度。

（2）化学吸收：吸收过程中组分与吸收剂发生化学反应。如：碱液吸收CO2、SO2等；酸液吸收NH3等。

吸收限度同时取决于气液平衡和液相反应的平衡条件；吸收速率同时取决于扩散速度和反应速度。

（3）异同点：

同：两类吸收所依据的基本原理以及所采用的吸收设备大致相同。

异：一般来说，化学反应的存在能提高反应速度，并是吸收的程度更趋于完全。结合大气污染治理工程中

所需净化治理的废气，具有气量大，污染物浓度低等特点，实际中多采用化学吸收法。

二吸收净化的基本原理

1．气液相平衡

（1）定义：在一定的温度和压力下，气液两相发生接触后，吸收质便由气象向液相移动，随着液体中吸

收质浓度的逐渐增加，吸收速率逐渐渐少，解析速率逐渐增大，经过一段时间接触后，吸收速率和解析速

率相等，即吸收质在气象中的分压和在液相中的浓度不再变化，此时气液两相达到平衡，简称相平衡。在

平衡状态下，被吸收气体在溶液上方的分压称为平衡分压，可溶气体在溶液中的浓度称为平衡浓度，或平

衡溶解度，溶解度。

（2）气体在液体中的溶解度：在100kg水中溶解气体的千克数。

参见P241图7-4，常见气体在水中的溶解度，可知：

①不同性质的气体在同一温度和压力下的溶解度不同；

②气体的溶解度与温度有关，多数气体的溶解度随温度的升高而降低；

③温度一定时，溶解度随溶质分压升高而增大。在吸收系统中，增加气相总压，组分的分压会增加，

溶解度也随之增加。

2．亨利定律

（1）定义：对于稀溶液，在较低压力下，x—p是通过原点的直线，但在压力偏高时与直线偏差很大，这

样在较低压力下，我们就可用“亨利定律”来表示。对于非理想溶液，当总压不高（一般不超过5

5×10Pa）

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：

cHp*

式中：c——可溶气体在溶液中的浓度(即平衡浓度或饱和浓度)，Kg/m3；

p*——被吸收气体在溶液面上的分压（称平衡分压或饱和分压），Kpa。

3

p*

或：xE

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x——溶质在气相、液相中的摩尔分数（无量纲）

E——亨利系数

或：y*mx

y*——溶质在气相、液相中的摩尔分数

m——亨利系数,又称相平衡常数。

（2）应用：用亨利定律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；

x*、y*分别表示进、出口气、液相中溶质的平衡浓度。

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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