空氣凈化原理與設(shè)備安全.ppt

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6 1概述 6 2吸收凈化法 6 3吸附凈化法 第6章有毒有害氣體的凈化 排入大氣的有害氣體凈化方法燃燒法 利用廢氣中某些污染物可以氧化燃燒的特性 冷凝法 利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸氣壓的性質(zhì) 適用 濃度高 冷凝溫度高的有害蒸氣或可用于預(yù)處理 效率低 吸收法 利用廢氣中不同組分在液體中具有不同溶解度的性質(zhì) 適用 應(yīng)用廣泛 特別是無(wú)機(jī)氣體 可同時(shí)除塵 用于處理氣體兩大的場(chǎng)合 但需要對(duì)排水進(jìn)行處理 效率高 吸附法 利用多孔性固體吸附劑對(duì)廢氣中各組分的吸附能力不同 適用 低濃度有害氣體凈化 特別是各種有機(jī)溶劑蒸氣 效率高 可達(dá)100 物理吸收 一般沒有明顯的化學(xué)反應(yīng) 可看作是單純的物理溶解過程 可逆 解吸時(shí)不改變被吸收氣體的性質(zhì) 化學(xué)吸收 伴有明顯的化學(xué)反應(yīng) 效率高 吸收過程的基本理論 1 基本概念 吸收質(zhì) 被吸收氣體 吸收劑 吸收用的液體 惰氣 氣相中不參與吸收的氣體 易溶氣體 容易溶解的氣體 難溶氣體 不易溶解的氣體 2 濃度表示法 摩爾分?jǐn)?shù) 指氣相或液相中某一組分的摩爾數(shù)與該混合氣體或溶液的總摩爾數(shù)之比 液相 氣相 比摩爾分?jǐn)?shù) 液相 氣相 例 已知氨水中氨的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25 求氨的摩爾分?jǐn)?shù)和比摩爾分?jǐn)?shù) 摩爾分?jǐn)?shù)和比摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系 液相 氣相 3 氣液平衡關(guān)系 對(duì)于稀溶液和氣相中吸收質(zhì)的分壓力不太高時(shí) 一般PA 5atm 氣液平衡關(guān)系可表示為 亨利定律 E 亨利常數(shù)atmkpax 液相中吸收質(zhì)濃度X 液相中吸收質(zhì)濃度C 氣體的溶解度kmol m3H 溶解度系數(shù)kmol m3 atm m 相平衡系數(shù)y 平衡狀態(tài)下氣相中吸收質(zhì)的濃度Y 與液相濃度相對(duì)應(yīng)的氣相中吸收質(zhì)平衡濃度 氣液平衡關(guān)系的應(yīng)用 1 設(shè)計(jì)中判斷吸收的難易程度 已知XA 查出Y 若氣相吸收質(zhì)的起始濃度Y Y 吸收可以進(jìn)行 Y Y Y 越大 吸收越易進(jìn)行 2 運(yùn)行中判斷吸收已進(jìn)行到什么程度 吸收中 隨液相吸收質(zhì)濃度的 Y 當(dāng)Y 接近氣相中吸收質(zhì)濃度Y時(shí) 說明 Y很小 吸收難以進(jìn)行 吸收過程的機(jī)理 適用于一般的吸收操作和具有固定界面的吸收設(shè)備 但不完全適用于氣液湍動(dòng)程度較劇烈的吸收過程 其基本特點(diǎn)如下 1 相界面兩側(cè)分別存在氣膜 液膜 吸收質(zhì)是以分子擴(kuò)散方式通過兩個(gè)膜層 2 吸收過程的阻力主要是吸收質(zhì)通過氣膜和液膜時(shí)的分子擴(kuò)散力阻力 3 無(wú)論氣液兩相主體中吸收質(zhì)濃度是否達(dá)到平衡 在相界面上氣液兩相總是處于界面平衡 雙模理論 吸收速率方程 當(dāng)m較小時(shí) 當(dāng)m較大時(shí) 說明 吸收過程的阻力主要是氣膜阻力 說明 吸收過程的阻力主要是液膜阻力 強(qiáng)化吸收的途經(jīng) 1 增加氣液的接觸面積 2 增加氣液的運(yùn)動(dòng)速度 減小氣液膜厚度 降低吸收阻力 3 采用相平衡系數(shù)m較小的吸收劑 4 增大供液量 降低液相主體濃度 增加吸收推動(dòng)力 原理 氣相分子和吸附劑表面分子間的吸引力使氣相分子吸附在吸附劑表面 吸附質(zhì) 被吸收氣體 吸附劑 吸附用的材料 物理吸附 分子間的吸引力 范德華力 吸附 可逆化學(xué)吸附 化學(xué)反應(yīng)力吸附 不可逆常用的吸附劑 靜活性 在一定的溫度 壓力下 處于飽和狀態(tài)的單位質(zhì)量吸附劑所吸附的氣體量 動(dòng)活性 從開始工作到吸附層被穿透 該吸附層內(nèi)單位質(zhì)量吸附劑所吸附的氣體量 靜活性與動(dòng)活性 穿透 氣流通過吸附層時(shí) 開始出口吸附質(zhì)濃度基本為零 經(jīng)過一段時(shí)間后 在出口出現(xiàn)吸附質(zhì)的現(xiàn)象 穿透時(shí)間 經(jīng)歷穿透的時(shí)間 本章要求 掌握有害氣體的凈化方法 吸收和吸附機(jī)理 了解有害氣體的凈化設(shè)備