气态污染物控制

三、吸附法 1、定义： 把气体混合物中的有害组分吸留在固体 表面，而达到净化作用，这样分离气体混合 物过程叫做“气体吸附”。 吸附剂：具有吸附作用的固体； 吸附质：被吸附的物质。
那吸收组分的气液相平衡就服从相平衡和化 学平衡，亨利定律不再适用。
a、“双膜理论” 气液两相间物质传递过程的理论，适 用于物理吸收和气液相反应。 气液两相接触时，存在一个相界面，在界面两侧分别 存在着层流流动的稳定膜层，溶质必须以分子扩散的 方式连续通过这两个膜层，在相界面上，气液两相互 成平衡，主体中无浓度梯度存在，浓度梯度全部集中 在两个膜层内，这样，整个吸收过程的传质就简化为 两个膜层的扩散。
接触冷凝
表面冷凝
膜分离法
使气体混合物在压力梯度作用下，透过特定薄膜，因不同气体具有 不同的透过速度，从而使气体混合物中不同组分达到分离的效果。
过程简单，控制方便，操作弹性大，能在常温下工作。 目前已用于石油化工、合成氨气中回收氢、天然气体净化、空气中 氧的富集、以及CO2的去除与回收等。
催化转化
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。
b.亨利定律： 物理吸收时，常用亨利定律来描述气液 相间的相平衡关系。
b.亨利定律： 物理吸收时，常用亨利定律来描述气液 相间的相平衡关系。 Pi*=Ei·xi 或 Pi*=Hi-1·Ci 或Ci=HiPi*
Pi ----组分分压 Pa Ei ----组分的亨利系数，Pa
xi----摩尔分数
Ci---平衡浓度
直接燃烧
热力燃烧
催化燃烧
生物处理法
利用微生物以废气中有机组分作为其生命活动的能源或养分的特性， 经代谢降解，转化为简单的无机物（HO2和CO2）或细胞组成物质。
主要的处理方法：吸收法；过滤法。
电子束照射法
可用于脱除硫氧化物、氮氧化物。
▪污染物的稀释法控制
稀释法就是采用烟囱排放污染物，通过大气的输送和扩散作用降 低其“着地浓度”，使污染物的地面浓度达到规定的环境质量标准。
Hi……i气体在溶液中的溶解度系数，molห้องสมุดไป่ตู้(m3·Pa)
c、传质吸收过程的判断
相平衡过程是质量传递的动态平衡过程。 若气相中溶质组分浓度y高于气相平衡时的 气相组分平衡浓度，即y>yi*则传质过程为吸 收过程；反之，y<yi*则传质过程为解吸过程。
（2）化学吸收的气液相平衡 如果气体在吸收过程发生了化学反应，
烟囱排放本身并不减少排入大气污染物的量，但它能使污染物从局 部地区转移到大得多的范围内扩散，利用大气的自净能力使地面污染 物浓度控制在人们可以接受的范围内。
稀释法控制包括大气扩散和烟囱设计两方面的内容。
二、气体吸收法
1、定义：利用气体混合物中不同组分在吸收剂 中的溶解度不同，或吸收剂发生选择性化学反应不同 而将气体混合物分离的单元操作。
气态污染物控制
一、气态污染物 有害的气体污染物进入大气后，使大气
在成分、气味、颜色和性质等方面发生变 化，危害到生物的健康和动植物的生存。
▪ 气态污染物控制
气态污染物控制的方法和设备主要有两大类:
➢ 分离法：是利用污染物与废气中其它组分的物理性质的差异使 污染物从废气中分离出来，如：
吸收
吸附
冷凝
对于易溶气体 总阻力=气膜阻力-------气膜控制
对于难溶气体 总阻力=液膜阻力-------液膜控制
对于中性气体 总阻力要考虑气膜阻力和液膜阻力
4、吸收液 在吸收操作中，选择合适的吸收液非常重要。
a、吸收液的选择应从下类因素考虑： ①增大对有害组分的吸收，减少吸收液的用量； ②减少吸收液的损失，使其蒸汽压尽量降低； ③粘度小，比热不大，不起泡； ④尽可能无毒、难燃、化学稳定性好； ⑤来源充足，价格低廉，易再生可重复使用； ⑥有利于有害组分的回收利用； ⑦尽可能不采用腐蚀性介质，以延长设备寿命。
这种方法用于治理气态污染物，技术比较成熟， 操作经验丰富，适用性比较强。
2、分类：气体吸收可分为物理吸收和化学 吸收。
①物理吸收：溶解的气体不与溶剂中的 某成分发生化学反应。
②化学吸收：溶解的气体与溶剂中的某 种成分发生化学反应，导致气体平衡压降低。
3、吸收过程的相平衡 （1）气液相平衡
a.气体在液体中的溶解度
广泛地用于气态污染物的处理，例如：SO2、H2S、HF、NOx等。 物理吸收；化学吸收。
吸附净化
使气体混合物与适当的多孔性固体接触，利用固体表面存在的未平 衡的分子引力或化学键力，把混合物中某一组分或某些组分吸留在固 体表面上，达到气体混合物分离的目的。
效率高，能回收有用组分，设备简单，操作方便，易于实现自动控 制。
已广泛地应用于化工、冶金、石油、食品、轻工及高纯气体的制备 等部门。
冷凝净化
冷凝法是利用气态污染物在不同温度及压力下具有不同的饱和蒸汽 压，在降低温度和加大压力下，某些污染物凝结出来，以达到净化或 回收的目的。
特别适用于处理废气度在10000ppm以上的有机溶剂蒸汽，常作 为吸附、燃烧等净化高浓度废气的前处理 。
b、常用的吸收剂： ①水 优点：价廉易得；缺点：溶解度随温
度变化； ②碱性吸收液 用于与碱起反应的有害气体； ③酸性吸收液 ④有机吸收液 洗油吸收苯和沥青烟等。
5、吸收设备： 作用： ①使气液两相充分接触，以便很好的传
递； ②提供大的接触面； ③最大限度的减少阻力和增大推动力。
结构与湿式除尘器基本相似。
膜分离
➢ 转化法：是使废气中污染物发生某些化学反应，把污染物转化 成无害物质或易于分离的物质，如：
催化转化
燃烧法
生物处理法 电子束法
吸收净化
吸收是利用气体混合物中不同组分在吸收剂中的溶解度不同，或者 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。
捕集效率高、设备简单、一次性投资低。
如：可以用催化氧化法将SO2转化为SO3以回收硫酸； SO2和NOx 均可以用催化还原法净化。
净化效率较高，在净化过程中可直接将主气流中的有害物转化为无 害物，避免了二次污染；但催化剂价格高，操作要求高，难以回收有 用物质。
燃烧法
利用氧化燃烧或高温分解的原理把有害气体转化为无害物质的方法。 该方法可回收燃烧后产物或燃烧过程中的热量。