空气净化原理与设备安全ppt课件

1、物理吸收：一般没有明显的化学反应，可看作是单纯的物理溶物理吸收：一般没有明显的化学反应，可看作是单纯的物理溶 解过程。可逆，解吸时不改变被吸收气体的性质。解过程。可逆，解吸时不改变被吸收气体的性质。 化学吸收：伴有明显的化学反应，效率高。化学吸收：伴有明显的化学反应，效率高。1） 基本概念基本概念吸收质：被吸收气体。吸收质：被吸收气体。吸收剂：吸收用的液体。吸收剂：吸收用的液体。惰惰 气：气相中不参与吸收的气体。气：气相中不参与吸收的气体。易溶气体：容易溶解的气体。易溶气体：容易溶解的气体。难溶气体：不易溶解的气体。难溶气体：不易溶解的气体。2）浓度表示法）浓度表示法指气相或液相中某一组分的摩

2、尔数与该混合气体或溶液的指气相或液相中某一组分的摩尔数与该混合气体或溶液的 总摩尔数之比。总摩尔数之比。BAAAnnnxBABBnnnxBAAAnnnyBABBnnny液液 相相气气 相相1BAyy1BAxxAAAMGn BBBMGn 液液 相相气气 相相BAAnnX吸收剂的摩尔数液相中某一组分的摩数BAAnnY 惰气的摩尔数气相中某一组分的摩数例：例：已知氨水中氨的质量百分数为已知氨水中氨的质量百分数为25%25%，求氨的摩尔分数和比摩尔分数。，求氨的摩尔分数和比摩尔分数。液液 相相气气 相相AAAxxX1AAAyyY1AAAXXx1AAAYYy13）气液平衡关系）气液平衡关系界面界面分子扩

3、散分子扩散吸收吸收解吸解吸液相液相=吸收剂吸收剂+ +吸收质吸收质气气相相= =惰气惰气+ +吸收质吸收质 V V吸吸V V解解溶解过程溶解过程吸吸 收收 V V吸吸V V解解解解 吸吸 V V吸吸=V V解解动态平衡动态平衡溶解度（平衡浓度）溶解度（平衡浓度）C：在平衡状态下，吸收剂中吸收质的最大浓度。在平衡状态下，吸收剂中吸收质的最大浓度。kmol/m3与吸收质和吸收剂的性质有关；与吸收质和吸收剂的性质有关；与吸收剂的温度有关；与吸收剂的温度有关；T,CT,C与气相中吸收质的分压力有关；与气相中吸收质的分压力有关；PA , C, C界面界面分子扩散分子扩散液相液相=吸收剂吸收剂+ +吸收质

4、吸收质气气相相= =惰气惰气+ +吸收质吸收质P*1PACA平衡分压力平衡分压力P P* *：当气液达到平衡时，将气相中吸收质当气液达到平衡时，将气相中吸收质的分压力称为的分压力称为该溶解度该溶解度下的平衡分压力。即平衡状态下的平衡分压力。即平衡状态下气相中吸收质的分压力。下气相中吸收质的分压力。CAP*1PA P*1吸吸 收收PA = P*1平平 衡衡气液平衡关系：气液平衡关系：气体溶解度与平衡分压力之间的依存关系。气体溶解度与平衡分压力之间的依存关系。 对于稀溶液和气相中吸收质的分压力不太高时（一般对于稀溶液和气相中吸收质的分压力不太高时（一般PA5atm），气液平衡关系可表），气液平衡关

5、系可表示为：示为：亨利定律亨利定律AExP *HCP *mxy *mXY *E亨利常数亨利常数 atm kpax液相中吸收质浓度液相中吸收质浓度X液相中吸收质浓度液相中吸收质浓度C气体的溶解度气体的溶解度kmol/m3H溶解度系数溶解度系数kmol/(m3 atm)m相平衡系数相平衡系数y*平衡状态下气相中吸收质的浓度平衡状态下气相中吸收质的浓度Y*与液相浓度相对应的气相中吸收质平衡浓度与液相浓度相对应的气相中吸收质平衡浓度气液平衡关系的应用气液平衡关系的应用平衡线平衡线X*XAY*YAYX1 1）设计中判断吸收的难易程度）设计中判断吸收的难易程度已知已知XA，查出，查出Y*，若气相吸收质的起

6、始浓度，若气相吸收质的起始浓度Y Y*，吸收可以进行。，吸收可以进行。Y= Y -Y*越大，越大，吸收越易进行。吸收越易进行。2 2）运行中判断吸收已进行到什么程度）运行中判断吸收已进行到什么程度吸收中，随液相吸收质浓度的吸收中，随液相吸收质浓度的， Y* ，当，当Y* 接近气相中吸收接近气相中吸收质浓度质浓度Y时，说明时，说明Y很小，吸收难以进行。很小，吸收难以进行。 适用于一般的吸收操作和具有固定界面的吸收设备，但不完全适用于气液湍动程度较剧烈的适用于一般的吸收操作和具有固定界面的吸收设备，但不完全适用于气液湍动程度较剧烈的吸收过程。其基本特点如下：吸收过程。其基本特点如下：1 1）相界面

7、两侧分别存在气膜、液膜，吸收质是以）相界面两侧分别存在气膜、液膜，吸收质是以分子扩散方式通过两个膜层。分子扩散方式通过两个膜层。2 2）吸收过程的阻力主要是吸收质通过气膜和液膜）吸收过程的阻力主要是吸收质通过气膜和液膜时的分子扩散力阻力。时的分子扩散力阻力。3 3）无论气液两相主体中吸收质浓度是否达到平衡）无论气液两相主体中吸收质浓度是否达到平衡，在相界面上气液两相总是处于界面平衡。，在相界面上气液两相总是处于界面平衡。*iimXY 双模理论双模理论吸收速率方程吸收速率方程FYYKGAAgA*FXXKGAAlA*lglkmkK111lggkmkK11当当m较小时较小时ggkK 当当m较大时较大

8、时llkK 说明：说明：吸收过程的阻力主要是气膜阻力。吸收过程的阻力主要是气膜阻力。说明：说明：吸收过程的阻力主要是液膜阻力。吸收过程的阻力主要是液膜阻力。强化吸收的途经强化吸收的途经1 1）增加气液的接触面积；）增加气液的接触面积；2 2）增加气液的运动速度，减小气液膜厚度，降低吸收阻力；）增加气液的运动速度，减小气液膜厚度，降低吸收阻力；3 3）采用相平衡系数）采用相平衡系数m m较小的吸收剂；较小的吸收剂；4 4）增大供液量，降低液相主体浓度，增加吸收推动力。）增大供液量，降低液相主体浓度，增加吸收推动力。原理：气相分子和吸附剂表面原理：气相分子和吸附剂表面 分子间的吸引力使气相分子间的

9、吸引力使气相 分子吸附在吸附剂表面。吸附质分子吸附在吸附剂表面。吸附质：被吸收气体。：被吸收气体。吸附剂：吸附用的材料。吸附剂：吸附用的材料。物理吸附：分子间的吸引力（物理吸附：分子间的吸引力（ 范德华力）吸附。可逆范德华力）吸附。可逆化学吸附：化学反应力吸附。化学吸附：化学反应力吸附。 不可逆不可逆常用的吸附剂：常用的吸附剂：静活性：在一定的温度、压力下，处于饱和状态的单位质量吸附剂所吸附静活性：在一定的温度、压力下，处于饱和状态的单位质量吸附剂所吸附 的气体量。的气体量。动活性：从开始工作到吸附层被穿透，该吸附层内单位质量吸附剂所吸附动活性：从开始工作到吸附层被穿透，该吸附层内单位质量吸附

10、剂所吸附 的气体量。的气体量。静活性与动活性静活性与动活性穿透：气流通过吸附层时，开始穿透：气流通过吸附层时，开始 出口吸附质浓度基本为零，出口吸附质浓度基本为零， 经过一段时间后，在出口出经过一段时间后，在出口出 现吸附质的现象。现吸附质的现象。穿透时间：经历穿透的时间。穿透时间：经历穿透的时间。掌握有害气体的净化方法、吸收和吸附机理。掌握有害气体的净化方法、吸收和吸附机理。了解有害气体的净化设备。了解有害气体的净化设备。 燃烧种类燃烧种类热力燃烧热力燃烧催化燃烧催化燃烧原原 理理预热到预热到60060080000进行氧化反应进行氧化反应预热到预热到200400 进行催化氧化反应进行催化氧化反应燃