大气污染控制工程第六章气态污染物控制技术基础.ppt

1、第六章气体污染物控制技术基础，2，6.1基本原理6.2吸收法6.3吸附法6.4催化净化法6.5冷凝法6.6燃烧法6.7生物法6.8其他方法，OUTLINE，3，质量传递热量传递动量传递，6.1基本原理，4质量从高浓度区域向低浓度区域传递一个或多个团队。传热热是从高温区域到低温区域的移动。动量传递系统的动量是从高速流体层到低速流体层的移动。5，质量传递，1，气体污染物控制中常见的传导过程，吸收和吹(气制)，吸附，催化剂净化，冷凝等，6，2，传导方式，1分子传导材料，2对油质，移动流体和商人面之间发生的传导过程静止流体和固体中的物质传递依赖于分子扩散。分子扩散速度很慢。气体大约每分钟10厘米，液体

2、大约0.05厘米，固体则只有0.00001厘米。7，对流扩散受流体特性、流动状态(层流或湍流)、流场几何特性等影响。层流下的扩散称为层流扩散，湍流下的扩散称为湍流扩散。(1)层流扩散分子扩散，界面和流体之间的扩散通量仍然根据佩克定律。(2)湍流扩散，8，3，气体在气象中的扩散，气体污染物a通过惰性气体组b的运动，a在b中的扩散系数DAB，T:温度，k；DAB:扩散系数，cm2/s；m:气体的摩尔质量；气体在沸点变成液体时的摩尔体积，cm3/mol；答：气体密度，g/cm3。9，沸点温度下部分气体的液体分子体积(cm3/mol)，10，空气中气体的扩散系数(101.33kPa，CM2/S)，11

3、，4，气体在液体中扩散，气体污染物A通过DAB:MB:液体b的摩尔质量；气体在沸点变成液体时的摩尔体积，cm3/mol；b:溶液的粘度，cP。12，水中气体扩散系数(20，稀溶液，10-9cm2/s)，13，传热，相关传热过程主要有两种茄子情况。也就是说，强化传热过程，例如各种热更换设备的传热。为了减少热损失，削弱设备和管道的传热过程，例如保温。根据传热机制，传热包括热导热对流辐射传热，14，蛇管换热器，15，套管换热器，16，热管换热器壳换热器，固定管板换热器1挡板，2管束；3壳体4头5接管6管板，17，动量传递过程大部分在流体流动状态下进行，流体的动量传递与热和质量的传递有很密切的关系，因

4、此动量传递理论是研究热量传递和质量传递的基础。18，物理吸收化学吸收吸收设备的主要工艺计算概述，6.2吸收法，19，概述，1，吸收的定义是混合气体各组在同一液体溶剂中物理溶解度(或化学反应活性)的不同而分离气体混合物的工作过程。本质上，混合气体组是从气相到液相的相间传导过程。液体溶剂吸收剂、S混合气体中明显溶于液体的组分溶质、A几乎不溶于液体的组分、B吸收后获得的溶液吸收液吸收液后气体净化器、20、在环境领域的应用：净化有害气体(如SO2、NOX、HCN等)。它也可以转化为有用的物质：通过吸收法可以回收有用的元素黄道，例如净化石油炼制尾气中的硫化氢。吸收法净化气体污染物的特征(与化工相比):处

5、理量大，成分复杂。吸收成分浓度低。吸收效率和吸收率要求高。多采用化学吸收。21，2，吸收类型在溶质和吸收剂之间发生的反应：物理吸收：洗涤剂吸收粗苯等化学吸收：硫酸吸收氨，碱液吸收CO2等。混合气体吸收的组分数：1万亿吸收：用水吸收HCl气体的多组分吸收：用液体碳氢化合物吸收乙烯、丙烯等系统温度是否变化：液体温度显着提高的话，称为沸腾吸收。液体温度基本不变的话，等温吸收，22，(1)气液平衡和亨利定律1。气液平衡，相间动态平衡，平衡分压，pA*摩尔分数，雅摩尔比，y .饱和浓度摩尔分数，xA摩尔浓度，cA摩尔比，24，2。刘宪华定律在稀溶液条件下温度恒定，总压力不大时气体溶质的平衡分压和溶解度成

6、正比。p*A溶质是气相平衡分压，Pa xA溶质是液相的摩尔分数E刘宪华系数，Pa。刘宪华系数取决于水系统的特性和系统的温度。刘宪华系数越大，说明气体难以溶于溶剂。溶剂中气体的溶解度随温度的升高而减少，因此刘宪华系数增大。气体的各种条件下的刘宪华系数可以在手册中找到。25，溶质的溶解度以摩尔浓度表示，亨利定律可以写如下。p*A溶质在气相平衡分压、kPa cA溶质在液相中的摩尔浓度、kmol/m3 H溶解度系数、kmol/(m3 kPa)，注意：亨利定律，26，(2)在吸收过程中，相平衡关系的应用相平衡是气液两相1.判断传导方向，根据相平衡计算平衡时，溶质在气相或液相中的构成。与实际配置相比，可以

7、判断传导的方向。实际液相构成平衡成分，溶质在气相液相中使用气体，液体两相平衡图判断，则更加直观。27，2。计算传导推力的实际配置和平衡配置之间的差距推力，希望在治理气相、液相、(摩尔分数) (气体分压、摩尔浓度)、28、3废气污染时，通过吸收工作，最大限度地降低塔气体的尾气浓度。可以通过增加塔高，减少处理气体的数量，增加吸收剂的数量来实现。29，但出塔气体的最小浓度(y2)与入塔吸收剂浓度(x2)平衡的浓度：(2)溶质在两相界面上由气相液体，即相之间传递(3)溶质在界面上传递到液体主体，即液体内传递。31，1。分子扩散和旋涡扩散无论是液体还是气象，单相内物质的传递机制都通过扩散发挥作用。扩散可

8、以分为：分子扩散：分子在流体中的热运动导致物质从高浓度区域传送到低浓度区域。旋涡扩散：指湍流流动的流体中，湍流和漩涡等宏观运动导致物质向浓度下降的方向传递。32，(1)在分子扩散的一个阶段，浓度下降，分子以不规则的热运动从高浓度扩散到低浓度。对于2万亿水系统，一组分子扩散通量与该组扩散方向的浓度梯度成正比(啄，菲克定律):对于B组，系统宏观停止，没有总流量，各地温度和总压力相等：A组：33，分子扩散通量，整个流的传递通量一个组的传导称为单向传导，NM=NA NB=0NM=NA，35，组A的传递量：在稳态条件下，NA和c0为常数，父积分：Z=0，cA=cA1；Z=Z，cA=cA2，可用：36，清

9、理：B组停滞胶片两侧摩尔浓度的对数平均值。常识适用于气相和液相，方法是A组通过静态组B的电导率方程。37，如果气象可以被视为理想气体，也可以提出以下关系。静压组B在气幕两侧分压的对数平均值，P气相的总压力，Pa，漂移系数，B组反映了因分子在相内扩散而引起的气相总流量，对A组传导量的增加起作用。(10.2-26)，38，分子扩散系数D是物质的重要传递物性，表示物质扩散率的大小。扩散系数大表示分子迅速扩散。扩散系数的影响因素主要包括物质本身的属性、扩散介质的特性(种类、浓度等)、扩散系统的温度、压力等。在一定条件下，物质的扩散系数可以通过实验来测量，查阅相关手册和文献，或者应用一些半经验公式来估计

10、。39，(2)旋涡扩散旋涡扩散是湍流流体中通过质点的脉动和旋涡混合作用从高浓度扩散到低浓度的现象。对于涡流扩散，可以提供类似于分子扩散的步进定律的表达。涡流扩散系数取决于流体湍流，而不是物理参数，与分子扩散系数有本质区别。湍流流体中的总扩散通量是分子扩散通量和涡流扩散通量的总和。40，2。油质和电导率方程流动流体和商人特面之间的传导称为大油质。关于遗传质量的过程很复杂。41，因此，气体和相偏压面的大油质量方程是，G虚拟静压基膜厚度，m p，pi溶质在气相和相偏压中的分压，Pa DG溶质在空气中的扩散系数，m2/s，气相漂移系数，42，同样，液体和相Mol/m3 DL溶质的液相因此，可以定义流量

11、系数以包括虚拟胶片厚度和其他影响因素。膜传导系数、以kG分压差为驱动力的膜传导系数、mol /(m2sPa)、44、下一个：膜传导系数方程式、液膜传导系数的影响因素：物理参数(扩散系数D、流体粘度、密度)、工作，45，(2)相间传导的双膜理论针对气体吸收传导过程，双膜模型的基本论点是：(1)徐璐接触的气体-液体两相流体之间有稳定的相面，介面两侧各有虚拟的阻流膜和阻流膜。(2)在相界面上，气液两相可以瞬间平衡，界面上没有传质阻力。(3)在膜层外，气液两相流体完全爆裂，没有浓度梯度，成分均匀，没有传导阻力。，46，相位介面，G，L，溶质A，p，pi，ci，c，气体主体，液态，47，双膜模型是溶质正

12、常分子扩散，48，以气体分压为诱导力的总电导率方程：p*液相主体浓度C与平衡的气体分压，Pa KG气相总电导率系数，在气液界面中应用亨利定律的气相总电导率系数KG与液体总电导率KL的关系：50，总电导率方程的其他表达式：x，y溶质电导率与传导功率成正比，与传导电阻成反比。通过增加溶质的气相分压或降低液相浓度，可以增加传导功率，从而提高传导率。51，传导总阻力分析：包括薄膜电阻和液膜电阻两部分：在一般吸收运行条件下，kG和kL的数值大体相似，但徐璐不同溶质的刘宪华系数值大不相同。用水吸收NH3，HCl等的过程是属于这种气膜电阻控制的传导过程。(以空气分压差为推力时)，52，对于不溶性气体：H值小

13、，液膜电阻相对大。叫做胶片控制。如果薄膜、液膜传导电阻相当，两者都不能忽略。总电导率由双膜电阻共同控制。例如，吸水SO2属于这里。例如，用水吸收O2属于液膜电阻控制的传导过程。53，用化学吸收、吸附法处理气体污染物时，通常使用化学吸收。1.化学吸收的特征溶质A被吸收剂吸收后，吸收剂或其中的活性组分B和化学反应继续。气体液相间传导和液体内的化学反应同时进行。54，相位介面，G，溶质A，p，pi，气体主体，液态主体，A BM，反应区域位置影响因素反应速度慢，或者活性组B的扩散速度慢，那么溶质A扩散到液态主体后，大部分也可能无法反应。ci、55、溶质A的化学吸收率的影响因素：溶质的扩散率活性成分的扩散率、化学反应率反应产物扩散率化学吸收过程可以加快溶质的电导率，增加吸收剂的吸收能力。已经反应的溶质不再影响气液平衡关系。溶质在液相扩散过程中发生反应，消耗，增加了传导动力。56，2，化学吸收的平衡关系与化学吸收有关的过程：气液两相之间溶质的常平衡溶质在液相中的化学反应平衡，57，溶质A仅与一个活性成分反应，反应关系是化学反应平衡常数：A在液相中不反应，物理因此，溶剂的吸收率大于物理吸收。，59，(1)溶质和吸收剂反应：假设溶