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第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院1NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY第七章气态污染物控制技术第一节气态污染物净化原理第二节二氧化硫污染控制技术第三节氮氧化物污染控制技术第四节挥发性有机污染物控制技术第五节大气污染物稀释法控制技术第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院2NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY第一节气态污染物净化原理吸收:利用气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解度的不同,或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。特点:捕集效率高、设备简单、一次性投资低,广泛用于气态污染物处理;但也存在运行费用较高,运行维护较复杂,吸收剂富液需后续处理等缺点。物理吸收化学吸收专一性吸收效率高吸收速度快吸收类型一、吸收法第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院3NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY(一)吸收平衡物理吸收时,常用亨利定律来描述气液相间的平衡。iiixEpiiipHc常压或低压下的稀溶液溶质在气相和液相中的分子状态相同pi*——i组分在气相中的平衡分压,Paxi——i组分在液相中的摩尔分数Ei——i组分的亨利系数,Paci——i组分在液相中的浓度,kmol/m3Hi——i组分的溶解度系数,kmol/(m3·Pa)第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院4NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY(二)吸收速率方程双膜理论)()(AiAGAGAiAGGAGAppkppzDN)()(ALAiALALAiLALAcckcczDN)()(ALAALAAGAGAcckppkN气膜界面液膜AiAiApHc界面气液平衡第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院5NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY(三)吸收设备要求:气液有效接触面积大,处理能力大,分离效果好,设备压损小,结构简单,操作稳定,投资和运行费用低。扩散控制化学反应速度较快气液相间传质较慢化学反应速度较慢气液相间传质较快增加相际接触面增加过程推动力降低吸收温度大液气比提供足够液相体积和反应空间动力学控制第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院6NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY(三)吸收设备类型原理举例液膜表面吸收器液体依靠其流动性、湿润性在固体表面铺展开来,气体在固定的液膜表面吸收降膜吸收器填料吸收器机械液膜吸收器鼓泡吸收塔气泡表面吸收器气相以气泡形式分散于大量液相中进行吸收筛板塔其它板式塔液滴表面吸收器利用摩擦力和惯性力,以机械雾化、气流雾化等方式,使液体呈液滴分散于气相中进行吸收喷雾塔喷射吸收器机械喷洒吸收器第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院7NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY(三)吸收设备筛板塔—气泡填料塔—液膜喷雾塔—液滴第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院8NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY吸附:利用多孔固体表面存在的未平衡的分子引力或化学键力,将气体混合物中某一组分或某些组分吸留在固体表面上,从而分离气体混合物的过程。二、吸附净化特点:捕集效率高、能回收有用组分、设备简单、操作方便、易于自动控制,但吸收容量一般不高。尤其适于分离低浓度有害气体或处理排放标准要求严格的废气。吸附剂吸附质第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院9NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY(一)吸附过程作用力反应温度吸附热选择性可逆性吸附层物理吸附范德华力低温小无可逆单/多分子层化学吸附化学键力较高温大有不可逆单分子层1、物理吸附与化学吸附2、吸附剂(1)比表面积大、吸附容量大、选择性好;(2)具有一定的粒度、较高的机械强度、化学/热稳定性;(3)来源广泛、价格低廉。3、吸附剂再生(1)加热解吸;(2)降压或真空解吸;(3)置换再生第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院10NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY(二)吸附装置——固定床半连续吸附流程A1吸附循环A2解吸循环第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院11NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY(二)吸附装置——流动床回转吸附床第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院12NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY(二)吸附装置——沸腾床流化床吸附装置1、塔板2、溢流堰3、加热器第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院13NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY三、催化净化催化: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的方法。特点:(1)无需使污染物与主气流分离,避免了它法可能产生的二次污染,又使操作过程简化;(2)对不同浓度的污染物均有较高的转化率,应用广泛;(3)催化剂价格较高,废气预热耗能。第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院14NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY(一)催化作用与催化剂催化作用——化学反应速率因加入某种物质而改变,而加入物质的数量和性质在反应终了时却不变的作用。催化剂正催化——加快化学反应速率的催化作用。催化剂由主活性物质、载体和助催剂组成。1、提供大的比表面积,节约主活性物质,提高催化剂活性2、增大催化剂的机械强度、导热性及热稳定性,延长其寿命降低活化能第七章气态污染物控制技术环境科学与工程学院15NANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGYNANJINGUNIVERSITYOFINFORMATIONSICENCE&TECHNOLOGY(二)催化反应过程1、外扩散过程——反应物从气流主体扩散到催化剂外表面;2、内扩散过程——反应物进一步向催化剂的微孔内扩散;3、吸附过程——反应物在催化剂表面上被吸附;4、表面反应过程——反应物在催化剂表面发生化学反应;5、脱附过程——反应产物从催化剂表面上脱附下来;6、内扩散过程——反应产物从微孔内扩散到催化剂外表面;7、外扩散过程——反应产物从催化剂外表面扩散到主气流;热力学控制动力学控制第七章气态污染物控
本文标题:环境工程学-气体污染物控制技术
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