有害气体吸收原理及净化装置 安全工程学院

➢ 催化转化法
➢ 光催化转化法
➢ 非平衡等离子体法
➢ 吸收法
➢ 吸附法 ➢ 燃烧法 ➢ 冷凝法 ➢ 催化转化法 ➢ 光催化转化法
利用多孔性固体吸附剂 对废气中各组分的吸附 能力不同，选择性地吸 附一种或几种组分，从 而达到分离净化目的。
➢ 非平衡等离子体法
➢ 吸收法 ➢ 吸附法 ➢ 燃烧法 ➢ 冷凝法 ➢ 催化转化法 ➢ 光催化转化法 ➢ 非平衡等离子体法
➢ ⑥ 应有较低的粘度，不易产生泡沫—实 现吸收塔内良好的气液接触和塔顶的气 液分离。
➢ ⑦ 应尽可能满足价廉、易得、无毒、不 易燃烧等经济和安全条件。
➢ 设吸收剂（或溶剂），用S表示；溶质或吸收质 ，以A表示；惰性气（不被吸收的组分），以B表 示。
➢ 三大
对A和B的溶解度差异要大 对A的溶解度要大 对A的溶解度在条件改变时变化要大
➢ ② 对混合气体中其他组分的溶解度要小—较 高的选择性
➢ ③ 溶质在溶剂中的溶解度应对温度的变化比 较敏感，即低温下溶解度大，随着温度升高， 溶解度应迅速下降—被吸收的气体容易解吸， 溶剂再生方便。
➢ ④ 蒸汽压要低，不易挥发—减少溶剂在吸收 和再生过程的损失；避免在气体中引入新的 杂质。
➢ ⑤ 应有较好的化学稳定性—以免使用过 程中发生变质；
第一节 吸收法概述
一、吸收概念 利用适当液体吸收（溶解）气体混合物中的有关 组分（有的还发生化学反应），以分离气体混合 物的一种操作。
气体吸收是混 合气体中某些 组分在气液相 界面上溶解、 在气相和液相 内由浓度差推 动的传质过程 。
吸收剂
气相主体 相界面 液相主体
y 界面
x
xi yi
气体
气相扩散 液相扩散
➢ 排入大气的有害气体净化方法 ➢ 室内空气污染物的净化方法
燃烧法 冷凝法 吸收法 吸附法
➢ 排入大气的有害气体净化方法
➢ 室内空气污染物的净化方法 吸附法 光催化法 非平衡等离子体法
➢ 吸收法 ➢ 吸附法 ➢ 燃烧法 ➢ 冷凝法
利用废气中不同组分在液 体中具有不同溶解度的性 质来分离分子状态污染物 的一种净化方法
➢ 三小
挥发性小 粘度小 腐蚀小
➢ 技术经济性
四 物理吸收和化学吸收
➢ ① 物理吸收：吸收时溶质与溶剂不发生明显的化 学反应，如洗油吸收苯，水吸收CO2、SO2等。
➢ ② 化学吸收：吸收时溶质与溶剂或溶液中的其它 物质发生化学反应。如CO2在水中的溶解度甚低， 但若用K2CO3水溶液吸收CO2，则在液相中发生 下列反应：
•净化或精制气体 例：合成氨工艺中，合成气中的净化脱碳
•制取某种气体产品的液态产品 例：用水吸收氯化氢气体制取盐酸
•回收混合气体中所需的组分 例：用洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃，硫酸
回收焦炉气中的氨 •工业废气的制理
废气中含有二氧化硫、硫化氢、CO2等有害气体的 脱除
三、溶剂（吸收剂）的选择
➢ ① 对被分离组分（溶质）有较大的溶解度
➢ 吸收法
➢ 吸附法
利用催化剂的催化作用将
➢ 燃烧法
废气中的气态污染物转化
➢ 冷凝法
成无害的或比原状态更易
➢ 催化转化法 ➢ 光催化转化法
去除的化合物，以达到分 离净化气体的目的。 催化氧化法
➢ 非平衡等离子体法 催化还原法
➢ 吸收法 ➢ 吸附法 ➢ 燃烧法
基于光催化剂在紫外线照射 下具有的氧化还原能力而净 化污染物。由于光催化剂氧 化分解挥发性有机物可利用
这一讲主要讨论吸收，什么叫吸收操作呢？做有机、无机 实验时，我们常用洗气瓶，洗去气体中的某个成份。如果要除去 含酸的气体，我们在洗气瓶中装上碱液。这就是吸收的例子。
切洋葱
家庭主妇切洋葱时，常拌有刺眼气体产生。为了减轻 刺眼伤害，常在旁边放一盆水，可以减轻眼伤害。这就是 刺眼气体溶解于水，即为“吸收”。
开碳酸饮料
当我们打开碳酸饮料瓶口时，就有气体冲出。这是气 体的反溶解，这就是碳酸气的解吸。
焦化厂洗氨塔
在焦化厂，焦炉气中含有多种气体，如CO,CO2,H2,NH3，苯 等气体。工厂用清水喷淋溶解氨气，将氨气回收为氨水。这就 是吸收。这是工厂的氨洗塔。
➢ 排入大气的有害气体净化方法 ➢ 室内空气污染物的净化方法
二、吸收的目的和依据：
目的： ① 回收或捕获气体混合物中有用物质，制取产品； ② 除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便 进一步加工处理。 依据：气体混合物中各组分在溶剂中溶解度不同 例如分离氨气＋空气的混合物，可选择水做溶剂， 因为氨水在水中的溶解度最大，而空气几乎不溶于 水。
气体吸收的工业应用
➢ 冷凝法 ➢ 催化转化法 ➢ 光催化转化法
空气中的O2作氧化剂，而 且反应能在常温、常压下进 行，在分解有机物的同时还 能杀菌和除臭，特别适合于
➢ 非平衡等离子体法 室内挥发性有机物的净化。
➢ 吸收法 ➢ 吸附法 ➢ 燃烧法 ➢ 冷凝法 ➢ 催化转化法 ➢ 光催化转化法 ➢ 非平衡等离子体法
采用气体放电法形成非 平衡等离子体，可以分 解气态污染物，并从气 流中分离出微粒。 净化过程分为预荷电集 尘、催化净化和负离子 发生等作用。
利用废气中某些污染 物可以氧化燃烧的特 性，将其燃烧变成无 害物的方法。 直接燃烧 催化燃烧
➢ 吸收法 ➢ 吸附法 ➢ 燃烧法 ➢ 冷凝法 ➢ 催化转化法 ➢ 光催化转化法 ➢ 非平衡等离子体法
利用物质在不同温度下具有不 同的饱和蒸气压的性质，采用 降低系统的温度或提高系统的 压力，使处于蒸汽状态的污染 物冷凝并从废气中分离出来的 过程。 适用于净化浓度大的有机溶剂 蒸汽。还可以作为吸附、燃烧 等净化K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3 从而使K2CO3水溶液具有较高的吸收CO2的能力。
➢ **作为化学吸收可被利用的化学反应一般都 满足以下条件： 可逆性：若该反应不可逆，溶剂将难以再 生和循环使用 较高的反应速率：若反应速率较慢，应研 究加入适当的催化剂以加快反应速率。
➢ 吸收质或溶质(solute)：混合气体中的溶解 组分
➢ 惰性气体(inert gas)或载体：不溶或难溶组 分
➢ 吸收剂(absorbent)：吸收操作中所用的溶剂
➢ 吸收液(strong liquor)：吸收操作后得到的 溶液，主要成分为溶质和溶剂。
➢ 吸收尾气(dilute gas)：吸收后排出的气体 ，主要成分为惰性气体和少量的溶质。