环境工程学：第七章气体污染物控制课件

第七章气态污染物控制,第二篇大气质量与大气污染,第七章气态污染物控制,第七章气态污染物控制,第一节吸收净化第二节吸附净化第三节催化净化第四节燃烧净化,第七章气态污染物控制,第一节吸收净化,吸收是利用气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解度的不同，或与吸收剂发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的过程。,特点：捕集效率高、设备简单、一次性投资低，广泛用于气态污染物处理。,物理吸收化学吸收,第七章气态污染物控制,吸收类型,一、吸收平衡,物理吸收时，常用亨利定律来描述气液相间的平衡。,化学吸收时的气液平衡关系：,第七章气态污染物控制,1、被吸收组分A与溶剂的相互作用,2、被吸收组分A在溶液中的离解,3、被吸收组分A与溶剂活性组分的相互作用,二、吸收速率方程,双膜理论,气膜,界面,液膜,界面气液平衡,第七章气态污染物控制,三、吸收设备,第七章气态污染物控制,三、吸收设备,筛板塔气泡,填料塔液膜,喷雾塔液滴,三、吸收设备,第七章气态污染物控制,第二节吸附净化,吸附是利用多孔固体表面存在的未平衡的分子引力或化学键力，将气体混合物中某一组分或某些组分吸留在固体表面上，从而分离气体混合物的过程。,特点：捕集效率高、能回收有用组分、设备简单、操作方便、易于自动控制，但吸收容量一般不高。尤其适于分离低浓度有害气体或处理排放标准要求严格的废气。,第七章气态污染物控制,一、吸附过程,1、物理吸附与化学吸附,2、吸附剂,（1）比表面积大、吸附容量大、选择性好；（2）具有一定的粒度、较高的机械强度、化学/热稳定性；（3）来源广泛、价格低廉。,3、吸附剂再生,（1）加热解吸；（2）降压或真空解吸；（3）置换再生,第七章气态污染物控制,二、吸附装置固定床,半连续吸附流程A1吸附循环A2解吸循环,第七章气态污染物控制,二、吸附装置流动床,回转吸附床,第七章气态污染物控制,二、吸附装置沸腾床,流化床吸附装置1、塔板2、溢流堰3、加热器,第七章气态污染物控制,第三节催化净化,催化是使气态污染物通过催化剂床层，经历催化反应转化为无害物质或易于处理和回收利用的物质的方法。,特点：（1）无需使污染物与主气流分离，避免了它法可能产生的二次污染，又使操作过程简化；（2）对不同浓度的污染物均有较高的转化率，应用广泛；（3）催化剂价格较高，废气预热耗能。,第七章气态污染物控制,一、催化作用与催化剂,催化作用化学反应速率因加入某种物质而改变，而加入物质的数量和性质在反应终了时却不变的作用。,正催化加快化学反应速率的催化作用。,催化剂由主活性物质、载体和助催剂组成。,二、催化反应过程,1、外扩散过程反应物从气流主体扩散到催化剂外表面；2、内扩散过程反应物进一步向催化剂的微孔内扩散；3、吸附过程反应物在催化剂表面上被吸附；4、表面反应过程反应物在催化剂表面发生化学反应；5、脱附过程反应产物从催化剂表面上脱附下来；6、内扩散过程反应产物从微孔内扩散到催化剂外表面；7、外扩散过程反应产物从催化剂外表面扩散到主气流；,第七章气态污染物控制,三、催化应用举例,1、采用V2O5作为活性组分，以K2SO4作助催化剂，将高浓度SO2烟气中的SO2氧化为SO3，再吸收生成硫酸；2、用H2S作还原剂，在浸渍硅酸盐的活性炭存在下，可将SO2催化氧化成元素硫；3、采用还原剂将硝酸尾气中的NOx还原成无害的N2；4、在贵金属催化剂或金属氧化物地作用下，利用汽车排气中的CO将NOx还原成N2，而CO被氧化为CO2；5、一些恶臭物质和含碳氢化合物的废气常采用催化燃烧法将其销毁；,第七章气态污染物控制,第四节燃烧净化,燃烧是通过热氧化作用将废气中的可燃有害成分转化为无害或易于进一步处理和回收的物质的方法。,特点：（1）工艺简单、操作方便、可回收含烃废气的热能；（2）广泛用于高浓度有机废气的处理；（3）废气中可燃组分含量低时，需预热耗能，注意热能回收。,第七章气态污染物控制,一、燃烧转化中的重要参数,1、空燃比空气与燃料的质量比,2、爆炸极限浓度范围,CmHn+(m+n/4)O2,mCO2+(n/2)H2O+Q,第七章气态污染物控制,氧化？燃烧？爆炸,二、燃烧类型及装置,各类燃烧的特点,第七章气态污染物控制,燃烧装置,直接燃烧,火炬燃烧器,第七章气态污染物控制,燃烧装置,热力燃烧,配焰燃烧炉,离焰燃烧炉,第七章气态污染物控制,燃烧装置,催化燃烧,有热回收的催化燃烧过程,第七章气态污染物控制,第七章气态污染物控制要点,1、吸收净化（化学反应下的几种气液平衡关