净 化 气 态 污 染 物 方 法
10气态污染物的治理-燃烧法

燃烧法分类
(一)直接燃烧法 燃烧温度在1100度以上, 特点是有火焰燃烧,燃烧 温度高,可燃烧掉废气中 的炭粒。
H2S与空气混合,有足够热值维持燃烧,通过燃烧可以 回收硫磺,消除其高毒恶臭,但生成S02,需进一步处 理。
催化燃烧法己成功地应用于金属印刷、绝缘材料、 漆包线、炼焦、化工等多种行业中净化有机废气。特别 是在漆包线、绝缘材料、印刷等生产过程中排出的烘干 废气,因废气温度和有机物浓度较高,对燃烧反应及热 量回收有利,具有较好的经济效益,因此应用广泛。
•含烃类废气的直接燃烧(火炬燃烧) •烃类物质大都不易溶于水,但在高温下易氧化燃烧,
完全氧化时生成CO2和H2O。含烃类废气主要来源于炼 油厂和石油化工厂。
•在喷漆或烘漆作业中,常有大量的溶剂,如苯、甲苯、 二甲苯等挥发出来,污染环境,损害工人身体健康。 这些蒸气浓度较高时,可以采用直接燃烧法处理。
• 但是,使全部废气都通过火焰与火焰接触是不可 能的。盲目要求火焰接触,反而会导致熄灭,或 污染加重。当发生“熄火”时,氧化过程终止, 燃烧炉的排气中有醛、有机酸、一氧化碳等中间 产物和原来的碳氢化合物。
(三)催化燃烧
催化燃烧主要用来治理工业有机废气和消除 恶臭。在催化剂的作用下,有机废气中的碳 氢化合物,可以在较低的温度下(300~400 度)迅速氧化,生成二氧化碳和水,使气体 得到净化。
反应温度与驻留时间的互换性,即温度高允许驻留时 间短,在实际应用中有一定的限度。因为氧化速度对温 度有十分强烈的相关性。
右图中表示了 在通过燃烧室时温 度和驻留时间对氧 化速率的一般作用。 图中显示在一个很 窄的温度范围内, 氧化速率几乎是从 零开始急剧增加的, 只是在这个窄的温 度范围内,驻留时 间才是对温度“敏 感”的。
第06章_吸附法净化气态污染物

<1.9
(2)硅胶
硅胶的分子式通常用SiO2·nH2O表示。由H2 SiO3溶液经 过缩合、除盐、脱水等处理制得。比表面积达800 m2/g。 工业用的硅胶有球型、无定形、加工成型和粉末状四种。 硅胶是亲水性的极性吸附剂,对不饱和烃、甲醇、水分等 有明显的选择性。主要用于气体和液体的干燥、溶液的脱 水。
活性氧化铝主要用于气体的干燥和液体的脱水,如汽油、 煤油、芳烃等化工产品的脱水;空气、氦、氢气、氯气、 氯化氢和二氧化硫等气体的干燥。
(4)分子筛
沸石分子筛也称为沸石,是硅铝酸金属盐的晶体, 它是一种强极性的吸附剂,对极性分子,特别是 对水有很大的亲和能力,一般比表面积可达750 m2/g,具有很强的选择性。常用于石油馏分的分 离、各种气体和液体的干燥等场合,如从混合二 甲苯中分离出对二甲苯,从空气中分离氧。
氧化铝 10X分子筛
树脂
活性炭
活性炭纤维
2)分类
吸附剂可分为两大类:天然(如硅藻土、白土、天 然沸石等);人工(主要有活性炭、活性氧化铝、 硅胶、合成沸石分子筛、有机树脂吸附剂等)。
(1)活性炭
活性炭是最常用的非极性吸附剂。为疏水性和亲有 机物的吸附剂,具有很高的比表面积,活性炭的主 体是炭,表面上的官能团较少,极性较弱,对烃类 及衍生物的吸附能力强。
(3)通过微孔的扩散。利用气体在多孔固体中扩散速率的 差别可以将混合物分离。
(4)微孔中的凝聚。多数情况下毛细管上的可凝气体会在 小于其正常蒸气压的压力下在毛细管中凝聚。因此多孔固体 周围的可凝缩气体会在与其孔径对应的压力下在微孔中凝聚。
2)化学吸附:是吸附质和吸附剂分子间的化学键作用所引 起的吸附,也称为“活性吸附”。
化学稳定性好,抗酸耐碱,热稳性高,再生容易。 用于回收气体中的有机气体,脱除废水中的有机物, 脱除水溶液中的色素。
第四章 净化气态污染物的方法

第四章 净化气态污染物的方法我们都知道,大气污染物分类为气态污染物和颗粒状污染物,本章是针对于气态污染物的处理方法进行学习。
工程上净化气态污染物的方法主要有以下几种:利用溶液的溶解作用所组成的气体吸收净化;利用固体表面吸附作用的吸附净化;利用某些催化剂的催化转化;有机物的高温焚烧等方法。
§1 吸收法净化气态污染物吸收法净化气态污染物是利用气体混合物中各种成分在吸收剂中的溶解度不同,或者与吸收剂中的组分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操作过程。
吸收分为物理吸收和化学吸收两大类。
吸收过程无明显的化学反应时为物理吸收,如用水吸收氯化氢。
用水吸收二氧化碳的感。
吸收过程中伴有明显化学反应时为化学吸收,如用碱液吸收难以达到排放标准,因此大多数采用化学吸收。
吸收法不但能消除气态污染物对大气的污染,而且开可以使其还可以使其转化为有用的产品。
并且还有捕集效率高、设备简单、一次性投资低等优点,因此,广泛用于气态污染物的处理。
如处理含有SO 2、H 2S 、HF 和NO x 等废气的污染物。
一、吸收平衡理论物理吸收时,常用亨利定律来描述气液两相间的平衡,即i i i x E p =* 式中*i p ——i 组分在气相中的平衡分压,Pa ;i x ——i 组分在液相中的浓度,mol%;i E ——i 组分的亨利系数,Pa 。
若溶液中的吸收质(被吸收组分)的含量i c 以千摩尔/米3表示,亨利定律可表示为: i i i H c p =*或i i i p H c =i H ——i 气体在溶液中的溶解度,kmol/m 3·Pa 。
亨利定律适用于常压或低压下的溶液中,且溶质在气相及液相中的分子状态相同。
如被溶解的气体在溶液中发生某种变化(化学反应、离解、聚合等),此定律只适用于溶液中未发生化学变化的那部分溶质的分子浓度,而该项浓度决定于液相化学反应条件。
二、双膜理论吸收是气相组分向液向转移的过程,由于涉及气液两相间的传质,因此这种转移过程十分复杂,现已提出了一些简化模型及理论描述,其中最常用的是双膜理论,它不仅用于物理吸收,也适用于气液相反应。
《大气污染控制工程》第10章 集气罩(60P)

图 点汇气流流动情况
实际上,吸气口是有一定大小的,气体流动也是有阻力的。所以,吸气 区气体流动的等速面不是球面而是椭球面。 吸气口气流速度分布特点: ①在吸气口附近的等速面近似与吸气口平行,随离吸气口距离x的增大, 逐渐变成椭圆面,而在1倍吸气口直径d处已接近为球面。因此,当x/d > 1时,可近似当作点汇,吸气量Q可按式1、3计算。当x/d<1时,应根 据有关气流衰减公式计算。 ②吸气口气流速度衰减较快。如图所示,当x/d=1时,该点气流速度已 大约降至吸气口流速的7.5%。
集
用范围,吸气式集气罩分为: 密闭
气 罩
吹吸式
罩、排气柜、外部集气罩、接受式 集气罩等
1、密闭罩
将污染源的局部或整体密闭起来,在罩内保持一定负压,可防止污 染物的任意扩散。特点:所需排风量最小,控制效果最好,且不受 室内气流干扰,设计中应优先选用。 按照结构形式分为: 局部密闭罩 特点:体积小,材料消耗少,操作与检修方便; 适用:产尘点固定、产尘气流速度较小且连续产尘的地点。 整体密闭罩 特点:容积大,密闭性好。 适用:多点尘源、携气流速大或有振动的产尘设备。 大容积密闭罩 特点:容积大,可缓冲产尘气流,减少局部正压,设备检修可在罩 内进行。 适用:多点源、阵发性、气流速度大的设备和污染源。
4、吹吸气流
由两股气流组合而成的气 流。在集气罩设计中,利 用吹出气流与吸入气流联 合作用来提高所需“控制 风速”的形成,称为吹吸 式集气罩。
三、集气罩的基本类型
集气罩是烟气净化系统污染源的收集装置,可将粉尘及气体 污染源导入净化系统,同时防止其向生产车间及大气扩散, 造成污染。
吸气式
按集气罩与污染源的相对位置及适
其他:根据处理对象不同(如含尘气体、有毒高温易燃易爆气体等) 还应增设必要的设备,如清灰孔、冷却装置、余热利用装置、防爆 装置、消音器、各种阀门仪表等。
环境科学期末复习提纲

环境科学期末复习提纲第⼀章绪论1、环境概念:影响⼈类⽣存和发展的各种天然的和经过⼈⼯改造的⾃然因素的总体,包括⼤⽓、⽔、海洋、⼟地、矿藏、森林、草原、野⽣⽣物、⾃然遗迹、⼈⽂遗迹、⾃然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。
⽣态概念:指⽣物受环境影响⽽形成的结构以及其与这种结构所表现出的各种功能关系。
更多强调的是⽣物系统与环境系统的⼀种和谐的关系。
3、环境问题第⼆次⾼潮主要体现在哪些⽅⾯?P5答:①全球性⼤⽓环境污染问题:温室效应加剧与全球⽓候变化、臭氧层破坏、酸沉降②⾮污染性环境问题:⽣物多样性减少、森林⾯积锐减、⼟地荒漠化问题等③突发性、灾难性的环境污染事件:1984年12⽉,印度博帕卡农药泄漏事件;1986年4⽉26⽇,前苏联的切尔诺贝利核电站泄漏④化学品的污染及越境转移⑤外来⽣物⼊侵4、两次环境问题的⽐较P6答:①影响的范围不同。
第⼀次环境问题主要发⽣在西⽅⼯业发达国家,表现为局部性,⼩范围的环境污染问题;第⼆次则表现为⼤范围乃⾄全球性的环境污染和⼤⾯积⽣态破坏问题,发达和发展中国家均受到影响。
②产⽣的机制不同。
第⼀次环境问题的污染源相对简单,污染相对较易得到控制;第⼆次的污染源类型多、分布⼴、形成复杂,问题的解决需要全⼈类共同努⼒。
③关注影响对象的不同。
第⼀次环境问题主要关注环境污染对⼈体健康的影响;第⼆次则更关注对社会经济发展的影响。
5、举出三例环境科学研究的新热点P9答:①全球环境问题②环境污染的⽣态毒理影响③环境微界⾯过程④持久性有机污染物⑤环境污染的⽣物修复等第⼆章⼤⽓环境污染与防治1. ⼤⽓分为⼏层,各有什么特点?P12答:根据⼤⽓在垂直⽅向上的温度、成分和荷电等物理性质的差异,同时考虑⼤⽓的垂直运动状况,将⼤⽓层分为对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层五层。
特点如下:对流层:是⼤⽓圈的最底层,厚度⼀般随纬度增⼤⽽减⼩;温度所⾼度的上升⽽下降;存在着空⽓对流现象;空⽓密度⼤;有各种⽓候现象的产⽣。
7气态污染物的治理吸附法PPT课件

2、吸附净化法的特点
(1)适用范围 ①常用于浓度低,毒性大的有害气体的净化; ②对有机溶剂蒸汽具有较高的净化效率; ③当处理的气体量较小时,用吸附法灵活方便。 (2)优点:净化效率高,可回收有用组分,设备简 单,易实现自动化控制。 (3)缺点:吸附容量小,设备体积大;吸附剂容量 往往有限,需频繁再生,间歇吸附过程的再生操作麻 烦且设备利用率低。
常用吸附剂特性
吸附剂类 型
堆积密度 /kg·m-3
热
容
/kJ(kg·K)
-1
操作温度
上限/K
平均孔径 /Å
再生温度 /K
比表面积 /㎡·g-1
活性炭
200~ 600 0.836 ~ 14.22534
15~25
373~ 413 600~ 1600
活性氧 化铝
750~ 1000 0.836
~ 17.07435
发展趋势:由电厂到石油化工、硫酸及肥料工业等领 域。
能否应用该方法的关键: ①解决副产物稀硫酸的应用市场; ②提高活性炭的吸附性能;
活性炭脱硫的主要特点: ①过程比较简单,再生过程中副反应很少; ②吸附容量有限,常需在低气速(0.3-1.0m/s) 下进行,因而吸附器体积较大; ③活性炭易被废气中O2氧化而导致损耗; ④长期使用后,活性会产生磨损,并因微孔堵塞 丧失活性。
吸附剂的活已性所 吸用 附吸 吸附 附剂 质量 的 10质 % 0 量
吸附剂的活性:
静活性:是指在一定温度下,与气相中被吸附物质的初 始浓度平衡时的最大吸附量,即在该条件下,吸附达到 饱和时的吸附量。
动活性:气体通过吸附层时,当流出吸附层的气体中刚 刚出现被吸附物质时即认为此吸附层已失效。这时单位 吸附剂所吸附的吸附质的量称为~。
医疗机构空气净化技术规范

3〕对于承受独立式空调器〔机〕供冷、供热的房间,应合理开启局部门 窗,使空调房间有良好的自然通风;当空调关闭时,应准时翻开门窗, 加强室内外空气流通; 不能开启外窗,且无新风、排风系统的宜停顿 使用。
测1次强度,如觉察强度低于6000μw/cm²时,应准时更 换灯管。 消毒时空气中臭氧浓度应低于0.16mg/ m³。 使用的消毒器获得了卫生部消毒产品的卫生许可批件, 操作方法遵循生产厂家的使用说明。
静电吸附式空气消毒器
消毒原理 承受静电吸附原理和过滤,以高频高压恒流电压,形 成组合式静电场,产生正离子效应。正离子穿透细菌的细胞壁, 渗透到细胞内部,破坏细胞内电解质,损害细胞膜,导致细菌 死亡。
空气调整的分区,应使用敏捷,除特殊状况以外,系统大小适宜, 并尽量依据房间的功能要求,清洁的和污染的房间分别设置空气调整系 统。
手术室、ICU、产房以及传染病病房等特殊区域,不宜使用风机盘管、 诱导器以及整体式空调箱。
对污染有病原体和有害气体的空气,在排出之前应进展处理。
宜考虑减震和降低噪音的要求。
各类诊疗环境空气消毒的卫生标准
Ⅰ类区域环境要求空气中的细菌总数≤10cfu/m³,这类 环境主要包括洁净手术室和层流病房。
Ⅱ类区域环境要求空气中的细菌总数≤200cfu/m³,这类 环境包括一般手术室、产房、婴儿室、早产儿室、一 般爱护性隔离室、烧伤病房、重症监护病房。
Ⅲ类区域环境要求空气中的细菌总数≤500cfu/m³,包括 儿科病房、妇产科检查室、注射室、换药室、治疗室、 消毒供给中心的检查包装区、急诊室、化验室、各类 一般病室和房间。
常见有毒有害气态污染物的净化

生物滴滤塔
• 运行时有机气体从塔底进入,在流动过程中与已 接种的挂膜的生物滤料接触而被净化,净化后的 气体由塔顶排出。滴滤塔集废气的吸收与液相再 生于一体,塔内增设了可附着微生物的填料,为 微生物的生长、有机物的降解提供了条件。启动 初期,在循环液中接种了经被处理有机物驯化的 微生物菌种,从塔顶喷淋而下,与进入滤塔的有 机废气逆向流动,微生物利用溶解于液相中的有 机物质,进行代谢繁殖,并附着于填料表面,形 成生物膜,完成生物挂膜过程。气相主体的有机 物和氧气经过传输进入微生物膜,被微生物利用, 代 排谢。产物CO2等再经过扩散作用进常见入有毒气有害相气态主污染物体的净后化 外
常见有毒有害气态污染物的净化
冷凝法的特点
• 由于冷凝法净化对废气的净化程度受冷 凝温度的限制,要求净化程度高或处理 低浓度废气时,需要将废气冷却到很低 的温度,经济上不合算,因此,在大多 数情况下,不单独使用冷凝法治理有机 废气,而是作为其他处理方法的预处理 工序。但冷凝法净化所需设备和操作条 件比较简单,回收物质纯度高。
常见有毒有害气态污染物的净化
冷凝法治理有机废气
• 冷凝法的基本原理 • 冷凝法的特点 • 冷凝法的适用范围 • 冷凝法的流程与设备
常见有毒有害气态污染物的净化
冷凝法的基本原理
• 同一物质饱和蒸汽压的大小与温度有关。 温度越低,饱和蒸汽压值越低。对含有 一定浓度的有机蒸汽的废气,当将废气 降到某一温度时,与其相应的饱和蒸汽 压值已低于废气组分分压时,该组分就 要凝结为液体,即实现了气体分离的目 的。
常见有毒有害气态污染物的净化
含氟废气的吸附法净化
• 用氧化铝粉作吸附剂吸附铝厂烟气中的氟化氢是 20世纪60年代电解铝厂含氟烟气治理技术上的一 个重要突破。它不仅可以用来净化预焙窑的烟气, 而且还可以处理净化电解槽出来的含氟废气,目 前来自预熔窑的烟气主要是采用吸附法,而来自 电解槽的烟气还可采用吸收法。
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5.1 净化气态污染物方法控制SO2 、NO x 碳氢化合物、氟化物等气态污染物的排放,主要的途径是净化工艺尾气。
目前常用的方法有吸收法、吸附法、催化法、燃烧法、冷凝法等。
5.1.1吸收法5.1.1.1吸收法的基本原理(1)吸收的概念利用吸收剂将混合气体中的一种或多种组分有选择地吸收分离过程称作吸收(absorption)。
具有吸收作用的物质称为吸收剂(absorbent),被吸收的组分称为吸收质(absorbate)。
吸收操作得到的液体称为吸收液或溶液,剩余的气体称为吸收尾气根据吸收过程中发生化学反应与否,将吸收分为物理吸收和化学吸收。
物理吸收(physical absorption)是指在吸收过程中不发生明显的化学反应,单纯是被吸收组分溶于液体的过程,如用水吸收HCl气体。
化学吸收(chemical adsorption)是指吸收过程中发生明显化学反应,如用氢氧化钠溶液吸收SO2,用酸性溶液吸收NH3等气体。
吸收法净化气态污染物就是利用混合气体中各成分在吸收剂中的溶解度不同,或与吸收剂中的组分发生选择性化学反应,从而将有害组分从气流中分离出来。
由于化学反应增大了吸收的传质系数和吸收推动力,加大了吸收速率,因此对于废气流量大、成分比较复杂、吸收组分浓度低的废气,大多采用化学吸收。
吸收法是分离、净化气体混合物最重要的方法之一,被广泛用于净化含SO2、NO x、HF、HCL等废气。
(2)吸收平衡假定某一个容器中盛有液体(图5-1),在液体上面有一定的气体空间,液体中溶解某种气体,达到平衡状态时,同一时间里溶解于液体中的气体分子数等于从液体中解脱出来的气体分子数。
气体组分能溶于吸收剂中是吸收操作的必要条件。
溶解于吸收剂中的气体量不仅与气体、液体本身性质有关,而且还与液体温度及气体的分压有关。
在一定温度下,气体的分压越大,溶解于吸收剂中的气体量就越多。
亨利定律表明了气体中某种组分的分压与液体中含有该组分的浓度之间的平衡关系,用公式表示为PA=HXA式中 PA 物质A在气相中的平衡分压,H 亨利常数;XA 物质A在液相中的摩尔分数。
(3)吸收流程根据吸收剂与废气在吸收设备中的流动方向,可将吸收工艺分为逆流操作、并流操作和错流操作。
逆流操作是指被吸收气体由下向上流动,而吸收剂则由上向下流动,在气、液逆向流动的接触中完成传质过程。
并流操作是指被吸收气体与吸收剂同时由吸收设备的上部向下部流动。
错流操作是指被吸收气体与吸收剂呈交叉方向流动。
在实际吸收工艺流程中一般采用逆流操作。
根据对吸收剂的再生与否,将吸收过程分为非循环过程(图5-2)和循环过程(图5-3)非循环过程中对吸收剂不经行再生,而循环过程中吸收剂可以循环使用。
5.1.1.2吸收剂(1) 常用的吸收剂水是常用的吸收剂,用水可以吸收废气中能溶于水的组分,如SO2、HF、NH3、HCL及煤气中的CO2等。
碱金属和碱土金属的盐类、铵盐等属于碱性吸收剂,能与酸性气体发生化学反应,因此可以除去SO2、HF、HCL、NO x等组分。
硫酸、硝酸等属于酸性吸收剂,可以用来吸收SO3、NOx 等。
有机吸收剂可以吸收有机废气,如聚乙烯醚、二乙醇胺等。
表5-1列出了工业上净化有害气体所用的吸收剂。
表5-1常见气体的吸收剂(2)吸收剂的选择一般来说,选择吸收剂的基本原则如下所述。
①具有比较适宜的物理性质,如黏度小,较低的凝固点,适宜的沸点,比热容不大,不起泡等;同时还要求具有低的饱和蒸气压,以减少吸收剂的损失;要求对有害成分的溶解度要大,以提高吸收效率,减少吸收液用量和设备尺寸。
②具有良好的化学性质,如不易燃,热稳定性高,无毒性;同时还要求吸收剂对设备的腐蚀性小,以减少设备费用。
③廉价易得,最好能就地取材,易于再生重复使用。
④有利于有害物质的回收利用。
在选择吸收剂时要根据吸收剂的特点权衡利弊,有的吸收剂虽然具有很好的性能,但不易得到或价格昂贵,使用就不经济。
有的吸收剂虽然吸收能力强,吸收容量大,但不易再生或再生时能耗较大,在选择时应慎重。
5.1.1.3常用吸收设备目前工业上常用的吸收设备可分为表面吸收器、鼓泡式吸收器和喷洒式吸收器三大类(1)表面吸收器凡能使气液两相在固定的接触面上进行吸收操作的设备均称为表面吸收器。
常见的表面吸收器如填料塔、液膜吸收器、水平液面的表面吸收器等。
净化气态污染物普遍使用的是填料塔,特别是逆流填料塔。
填料塔(packed tower)是一种筒体内装有环形、波纹形或其他形状的填料,吸收剂自塔顶向下喷淋于填料上,气体沿填料间隙上升,通过气液接触使有害物质被吸收的净化设备。
填料塔的优点是:①吸收效果比较可靠;②对气体变动的适用性强;③可用耐腐蚀材料制作,结构简单制作容易;④压力损失较小(490Pa/m塔高)。
填料塔的缺点主要是:①当气流过大时发生液泛而不易操作;②吸收液中含固体或吸收过程中产生沉淀时,使操作发生困难;③填料数量多,质量大,检修不方便。
图5-4是典型的逆流填料吸收塔示意图。
废气由塔底进入塔体,自下而上穿过填料层,最后由塔顶排出。
吸收剂由塔顶通过分布器均匀地喷淋到填料层中,并沿着填料层向下流动,从塔底排出塔外。
在废气沿塔上升的同时,与吸收剂在填料层中充分接触,污染物浓度逐渐降低,而塔顶喷淋的总是新鲜的吸收液,因而吸收传质的平均推动力大,吸收效果好。
(2)鼓泡式吸收器鼓泡式吸收器内均有液相连续的鼓泡层,分散的气泡在穿过鼓泡层时有害组分被吸收。
常见的设备有鼓泡塔、湍球塔和各种板式吸收塔。
净化气态污染物中应用较多的是鼓泡塔和筛板塔。
板式塔的优点是:①结构简单,空塔速度高;②气体处理量大;③增加塔板数可提高净化效率或者处理浓度较高的气体。
板式塔的主要缺点是:①安装要求严格;②操作弹性小,气量急剧变化时不能操作;③压力损失较大(980~1960Pa/板)。
鼓泡塔的优点是:①塔不易堵塞;②压力损失小。
其主要缺点是受气流速度影响大,当气流速度过小时,不能发挥应有的效能;当气流速度过大时,吸收效率降低。
图5-5是简单的连续鼓泡式吸收器示意图。
气体由下面的多孔板进入,通过支撑板上面的液体时形成鼓泡层。
图5-6所示的是筛板式吸收塔示意图。
沿塔高装有塔板,两相在每块塔板上接触。
塔板分为错流式、穿流式、气液并流式等几种。
在错流式板式吸收塔内,气体和液体以错流的方式运动,塔板上装有专门的溢流装置,使液体从上一块塔板流到下一块塔板,而气体不通过溢流装置从塔底进入,从塔顶排出。
在穿流式板式吸收塔内,气体从塔底进入,从塔顶排出,液体流动的方向则相反。
气液两相在塔板上的接触是以完全混合的方式进行的。
在气液并流式板式吸收塔内,气、液的流动方向是一致的。
(3)喷洒式吸收器用喷嘴将液体喷射成为许多细小的液滴,以增大液相的接触面,完成传质过程。
比典型的设备是空心喷洒吸收器和文丘里吸收器。
图5-7所示是几种空心喷洒吸收器示意图。
在吸收器中,气体通常是自下而上流动,而液体则是由装在塔顶的喷射器呈喇叭状喷洒。
当塔体比较高时,可将喷洒器分层放置,也可以采用如图5-8所示的组合喷洒方式。
空心喷洒吸收器结构简单,造价低廉,阻力小,但吸收效率不是很高,因此应用受到了极大的限制。
文丘里吸收器结构简单,设备体积小,处理气量大,净化效率高,具有同时除尘、吸收气体和降温的特性,但其阻力大,动力消耗大。
因此,在净化一般气态污染物时应用受到限制,比较适宜净化含尘废气。
5.1.1.4 吸收设备的选择吸收设备是实现气相和液相传质的设备,选择时要充分了解生产任务的要求,以便于选择合适的吸收设备。
一般可从物料的性质、操作条件和对吸收设备自身的要求三个方面来考虑。
(1)物料的性质对于溶解度大的气体,宜优先采用填料塔或喷淋塔;对于溶解度小的气体,只能选择鼓泡塔或填料塔;对于易起泡沫、高黏性的物料系统易选择填料塔;对于有悬浮固体、有残渣或易结垢的物料,可选用大孔径筛板塔、十字架形浮阀塔或泡罩塔;对于有腐蚀性的物料宜选用填料塔,也可以选择无溢流筛板塔;对于在吸收过程中有大量的热量交换的系统,宜选用填料塔或筛板塔。
(2)操作条件几种常见塔型操作参数可参考表5-2。
对气体处理量大的系统宜选用板式塔,而气相处理量小的则用填料塔;对于有化学反应的吸收过程,或处理系统的液气比较小时,选用填料塔或板式塔比较有利;对气膜控制的吸收过程,一般应选择填料塔;对于液膜控制的吸收过程宜选用板式塔。
表5-2 几种常见塔型操作参数(3)对吸收设备的要求对吸收设备的一般要求是:吸收设备处理废气能力大;净化效率高(达到规定分离要求的塔高要低);气液比值范围宽,操作稳定;压力损失小;结构简单,造价低,易于加工制造、安装和维修等。
5.1.2吸附法5.1.2.1吸附法基本原理(1)吸附的概念由于固体表面上存在着分子引力或化学键力,能吸附分子并使其浓集在固体表面上,这种现象称为吸附(adsorption)。
将具有吸附作用的固体物质称为吸附剂(adsorbent),被吸附的物质称为吸附质。
根据吸附过程中吸附剂和吸附质之间作用力的不同,可将吸附分为物理吸附和化学吸附。
在吸附过程中,当吸附剂和吸附质之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附(physical adsorption);当吸附剂和吸附质之间的作用力是化学键时称为化学吸附(chemical adsorption)物理吸附的特点是:①吸附剂和吸附质之间不发生化学反应;②吸附过程进行较快,参与吸附的各相之间迅速达到平衡;③物理吸附是一种放热过程,其吸附热较小,相当于被吸附气体的升华热,一般为20KJ/mol左右;④吸附过程可逆,无选择性。
化学吸附的特点是:①吸附剂和吸附质之间发生化学反应,并在吸附剂表面生成一种化合物;②化学吸附过程一般进行缓慢,需要很长时间才能达到平衡;③化学吸附也是放热过程,但吸附热比物理吸附热大得多,相当于化学反应热,一般在84~417KJ/mol;④具有选择性,常常是不可逆的。
在实际吸附过程中,物理吸附和化学吸附一般同时发生,低温时主要是物理吸附,高温时主要是化学吸附。
吸附法净化气态污染物就是使废气与大比表面多孔的固体物质相接触,将废气中的有害组分吸附在固体表面上,从而达到净化的目的。
(2)吸附过程吸附方法的广泛应用促进了吸附理论的发展,为了阐明吸附过程的实质相继提出了各种理论和学说,如位势论、BET学说、毛细管凝聚学说、静电学说、电吸附学说和朗格缪尔(Langmuir)化学学说等。
目前尚没有一种理论能概括各种吸附现象。
吸附的全过程可分为外扩散、内扩散、吸附和脱附四个过程。
外扩散过程是吸附剂外围空间的气体吸附质分子穿过气膜,扩散到吸附剂表面的过程,是吸附全过程的第一步。
内扩散过程是吸附质分子进入吸附剂微孔中并扩散到内表面的过程。