第4章(3)-气态污染物的净化-吸附法
8 气态污染物的净化
催化净化法的一般工艺 1
废气预处理去除催化剂毒物及固体颗粒 物（避免催化剂中毒）
• 板式塔可用少量的液体进行吸收操作，增加 塔板数可处理浓而污秽的废气；但当气量波 动大时，操作不稳定，影响吸收效果，且体 积大，构造复杂，造价较高。
液 体
液 体
液 体 浮阀
升气管 气流 （ a） 气流 （ b） 气流 (c)
液 体
液 体 浮板
板式塔 1-塔壳体 2-塔板 3-溢流堰 4-受液 盘 5-降液管
2
废气预热到要求的反应温度（如选择性催化还原 去除NOX废气的预热温度须达200~220℃以上）
3
催化反应
4
废热和副产品的回收利用等
8.4 燃烧法
通过氧化（燃烧）作用，将废气中的可 燃有害组分转化为无害，或易于处理和 回收的物质的方法。
一、燃烧法的基本原理
• 气体燃烧净化是对含有可燃性有害组分的混合 气体进行氧化燃烧或高温分解，使废气中的可 燃有害组分转化为无害物的方法。 • 多用于治理有机废气的场合，广泛应用于含有 碳氢化合物废气的净化。还可用于CO、沥青烟、 黑烟、恶臭等可燃有害组分的净化。 • 完全燃烧的条件（即燃烧三要素）：高温达到 燃点、充足的助燃物O2、高度的湍流。 • 燃烧不能回收到有用的物质，但可以回收热量。
气流 (d) 图 10－ 11 常用板式塔的简图 气流 (e)
（a）泡罩塔；（b）筛板塔；（c）浮阀塔； (d)固定舌型塔；（e）浮动喷射塔。
第四章 大气污染的控制与治理
第四章大气污染的控制与治理第一节颗粒污染物的分离方法大气污染物主要来源于工业废气的排放，可以采用各种方法控制和治理废气。
按废气来源分类可分为工艺生产尾气治理方法、燃料燃烧废气治理方法、汽车尾气治理方法等；按废气中污染物的物理形态可分为颗粒污染物治理(除尘)方法和气态污染物治理方法。
一、颗粒污染物的物理性质颗粒污染物的治理通常采用除尘技术。
除尘技术是应用各种除尘装置捕集分离气溶胶中的固态颗粒。
为了深入理解各种除尘机理，首先应了解颗粒污染物的各种物理性质，才能提高除尘的效果，正确掌握除尘系统的设计、选择和运行操作。
气溶胶中包含固体颗粒和液体颗粒。
根据除尘技术的需要，这里只介绍固体颗粒的主要性质。
考虑到一般工程技术中的习惯，用“粉尘”一词泛指固体颗粒。
1.几何特性颗粒污染物的几何特性包括粉尘的粒径、形状、比表面积等。
（1）粒径。
粉尘粒子的粒径一般分为代表粒子群中各单个粒子大小的单一粒径和代表由不同大小粒子组成的粒子群的平均粒径，单位一般以μm 表示。
1）单一粒径。
按不同的测定方法，如投影法、筛分法、沉降法等，有不同的定义及表示方法，除尘技术中常用的粒径有：定向粒径d F ，也称菲雷特(Feret)直径，为各粒子平面投影图中同一方向上的最大投影距离。
斯托克斯粒径d s ，系与被测粒子密度相同、终末沉降速度相等的球的直径。
粒子雷诺数Re＜1时，按斯托克斯(Stokes)定律可得：s d =（4－1）式中μ—流体的动力粘度，Pa·s；v s —粒子在重力场中的终末沉降速度，m/s；ρp 及ρ—粒子及流体的密度，kg／m 3。
空气动力学粒径d a ，系在空气中与被测粒子的沉降速度相等的单位密度(ρp ＝1g／cm 3)的球的直径。
单位为微米(空气)，记为μmA，计算式为，式中ρp单位为g／cm 3。
分割粒径d c ，也称临界粒径，为某除尘器的分级效率为50％时的粒径。
2）平均粒径。
如果由形状和大小各异的粒子组成的实际粒子群与由均一的球形粒子组成的假想粒子群具有相同的某一物理性质，则称此球形粒子的直径为实际粒子群的平均粒径。
大气污染控制工程课件——4 气态污染物净化技术96页PPT
大气污染控制工程课 件——4 气态污染物净
化技术
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
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第4章有害气体的净化吸收解剖
实际组成与平衡组成之间的差距——推动力 有不同的表示方法：
y yA y
* A
p pA p
* A
气相
（摩尔分数）
（气体分压、物质的浓度）
x x xA
* A
c c cA
* A
液相
二、 吸收过程的相平衡关系
3.确定传质过程的极限
• 溶质在气液两相间的传质过程不是无限制地进行，
二、 吸收过程的相平衡关系
典型气体在水中的亨利系数 25℃时 E (kPa) CO 5.88 106
CO2
H2S
1.66 105
0.552 105
SO2
0.413 104
上述气态物质被水溶解的难易程度？
二、 吸收过程的相平衡关系
如果溶质的溶解度用物质的量浓度表示，则亨利定律可写为：
cA p H
• 吸收后的气体——净化气
吸收在化工领域中的应用
• 净化原料气及精制气体产品：比如用水（或碳酸钾水溶 液）脱除合成氨原料气中的CO2等。 • 制取液体产品或半成品：比如水吸收NO2制取硝酸；水 吸收HCl制取盐酸等。 • 分离获得混合气体中的有用组分：比如用洗油从焦炉煤 气中回收粗苯等。
吸收在职业卫生环境领域中的应用
* A
p*A —— 溶质在气相中的平衡分压，Pa ； cA —— 溶质A在液相中的物质的量浓度，kmol/m3 ；
H —— 溶解度系数，kmol/(m3.Pa) 。
如果溶质在气液两相中的组成均以摩尔分数表示：
y mxA
* A
m —— 相平衡常数 注意：亨利定律的不同表示方式和系数的单位、换算 方法。
一、气液相组成的表示方法
大气污染控制技术4 气态污染物净化技术
Байду номын сангаас大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
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填 料 塔 结 构
大气污染控制技术
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1）填料塔按气、液流向分类 • 逆向流、同向流、错流式。 • 逆向流填料塔优点：气液接触效果好； • 各截面推动力大，操作性能稳定； • 缺点：不适于处理含尘气流，填料层易堵塞。 2）填料 • 填料主要作用：气液接触提供条件。 • 要求具备特征：比表面积大、良好的润湿性； • 有较高的孔隙率（45％~95％）； • 填料尺寸适当，对气流阻力小； • 耐腐蚀、机械强度大、造价低、稳定性好。 • 工业用填料多用实体填料，如拉西环、鲍尔环、 马鞍形填料、波纹填料、蜂窝填料等。
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4.1 吸收法
• 吸收：气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解度不 同，或与吸收剂发生选择性化学反应，将有害组分 从气流中分离的过程。 • 物理吸收：溶解的气体与吸收液不发生明显的化学 反应，仅是被吸收的气体组分溶于液体。 • 例如用洗油吸收烃类蒸汽。 • 化学吸收：被吸收的气体组分与吸收液发生明显化 学反应的吸收过程。 • 如碱液吸收烟气中的SO2，用水吸收NO2。 • 气态污染物含量较低，多采用化学吸收法处理。 • 吸收法优点：捕集效率高、设备简单、一次性投资 低。净化含SO2,H2S,HF和NOx等污染物的废气。
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4.2 吸附法
• 吸附法：利用多孔性物质与气体接触，靠多孔性物质 表面存在的剩余能量，使有害气体分子附着其上，而 从气体中分离的方法。 • 吸附的推动力：分子间力、静电力和化学键力。 • 1771年发现木炭能吸附气体，活性炭用于防毒面具。 4.2.1基本原理 1. 物理吸附与化学吸附 • 物理吸附：吸附剂与吸附质作用力为分子间力或静电 力； • 化学吸附：吸附剂与吸附质作用力为化学键力。
最新环保设备教案——第四章 气态污染物控制设备设计与应用
第四章气态污染物控制设备设计与应用【课时安排】§4.1吸收设备的设计与应用1学时§4.2吸附设备的设计与应用1学时§4.3冷凝设备1学时§4.4气固催化反应器1学时总计4学时【掌握内容】1基本概念：气液相平衡、吸附平衡、吸附等温线2化学吸收的气液平衡3双膜理论4吸附理论吸附平衡和吸附速率5气固催化反应动力学【熟悉内容】1吸收传质速率方程2各种吸收设备3固定床吸附器的设计计算4气固相催化反应器的设计计算【教学难点】1气液相平衡2化学吸收的气液平衡3双膜理论4吸附理论吸附平衡和吸附速率5气固催化反应动力学6气态污染物的催化净化工艺【教学重点】1物理吸收和化学吸收的异同2化学吸收的气液平衡3双膜理论4不同吸附过程（物理、化学）的异同点5吸附理论—吸附平衡和吸附速率6气固催化反应动力学7气态污染物的催化净化工艺【教学目标】1掌握不同吸附过程（物理、化学）的异同点2常见的吸附剂及特点3吸附理论吸附平衡和吸附速率【教学内容】§4.1吸收设备的设计与应用【授课时间】1学时【教学手段】课堂讲授【教学过程】一、吸收设备液体吸收过程是在塔器内进行的。
为了强化吸收过程，降低设备的投资和运行费用，要求吸收设备满足以下基本要求：（1）气液之间应有较大的接触面积和一定的接触时间；气液之间扰动强烈，吸收阻力低，吸收效率高；（2）气流通过时的压力损失小，操作稳定；（3）结构简单，制作维修方便，造价低廉；（4）应具有相应的抗腐蚀和防堵塞能力。
所以，正确地选择吸收设备的型式是保证经济有效地分离或净化废气的关键。
分类：目前，工业上常用的吸收设备的类型主要有表面吸收器、鼓泡式吸收器、喷洒吸收器三大类。
在每一大类中还根据吸收器的结构，气液两相接触方式的不同再分成多种型式的吸收器。
这将在每一大类吸收设备介绍中给预必要的阐述。
1．表面吸收器凡能使气液两相在接触表面（静止液面或流动的液膜表面）上进行吸收操作的设备均属表面吸收器。