文档介绍：大气污染控制工程
专业:2000级环境工程
总学时:60
讲授时间:2003-11-
参考书目
《大气污染控制工程》林肇信主编,高教出版社
《大气污染控制工程》
郝吉明,马广大编著,高教出版社
《大气污染控制工程》
郭静,阮宜纶主编,化工出版社
《大气污染治理工程》蒲恩奇主编,高教出版社
《环保设备设计与应用》罗辉主编,高教出版社
《大气污染控制工程》(影印版)
Noel de Nevers主编,清华大学出版社
内容
吸收法净化气态污染物
吸附法净化气态污染物
气态污染物的催化净化
气态污染物的其它净化方法
净化装置的选择、设计和运行管理
第九章吸收法净化气态污染物
吸收的基本原理
吸收设备及计算
吸收法净化SO2废气
吸收法净化其它尾气
吸收净化法:是利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中溶解度不同,或者其中某一种或多种组分与吸收剂中活性组分发生化学反应,达到将有害物从废气中分离出来,净化废气的目的的一种方法。
①物理吸收:较简单,可看成是单纯的物理溶解过程。
吸收限度取决于气体在液体中的平衡浓度;
吸收速率主要取决于污染物从气相转入液相的扩散速度
②化学吸收:吸收过程中组分与吸收剂发生化学反应。
吸收限度同时取决于气液平衡和液相反应的平衡条件;
吸收速率同时取决于扩散速度和反应速度。
同:两类吸收所依据的基本原理以及所采用的吸收设备大致相同。
异:一般来说,化学反应的存在能提高反应速度,并使吸收的程度更趋于完全。结合大气污染治理工程中所需净化治理的废气,具有气量大,污染物浓度低等特点,实际中多采用化学吸收法。
§9-1 吸收的基本理论
吸收过程的实质是物质由气相转入液相的传质过程。
一、气液平衡—亨利定律
1、气体在液体中的溶解度
气体的溶解度是在100Kg水中溶解气体的千克数。
在恒定的T、P下,使一定量吸收剂与混合气体充分接触后,气、液两相最终可达平衡,此时v吸收=v解吸,这时
其中:
c—可溶气体在溶液中的浓度
(即平衡浓度或饱和浓度), Kg/m3
p*—被吸收气体在溶液面上的分压
(称平衡分压或饱和分压),Kpa
溶解度性质:
几种常见气体SO2、NH3、HCL在水中的平衡溶解度
(见图9-1 及书P187 ,表9-1)
图9-1 几种常见气体在水中的平衡溶解度
①不同性质的气体在同一温度和压力下的溶解度不同;
②气体的溶解度与温度有关,多数气体的溶解度随温度
的升高而降低;
③温度一定时,Pe增大,溶解度增大
2、亨利定律(相平衡方程式)
亨利定律—对于非理想溶液,当总压不高(一般不超过5×105Pa)时,温度一定,稀溶液中溶质的溶解度与气相中溶质的平衡分压成正比,即: ------
或: --------------------
或: --------------------
式中:H、E、m均称为亨利系数,但其单位不同。
若c—mol/m3,p*—Pa,则H—mol/m3·Pa;
x取摩尔分数,p*—Pa,则E—Pa;
y*,x分别为溶质在气相、液相中的摩尔分数,
m无量纲,又称相平衡常数。
3、亨利定律参数的换算(自学)
重点:
部分气体不同温度水溶液的亨利系数(见书P188表9-2)
说明几点:①以E表示的亨利系数;②随温度升高,E增大;③通过比较E,我们可以判断那些气体易溶于水,E越小,该气体越易溶于水。
例题:
例1: (见书P189,)
设题的目的:如何由已知压强、温度下,某种气体在水中的溶解度数据,求算亨利系数。
解题思路:
①首先求算出p*与x对应的数据组;
②绘制p*—x曲线;
③由原点作平衡曲线的切线,其斜率即亨利系数E;
④结合图指出该溶液服从亨利定律的浓度范围。
例2:推算温度25℃,×105Pa时,CO2在水中的溶解度。()
解:利用
由书中表9-2查得25℃时E=×105Kpa,则:
由附录7查得25℃下,水的ρL=977Kg/m3,
又MCO2=44,: