用于气态污染物吸收法治理及吸附法治理的常用设备

1、用于气态污染物吸收法治理及吸附法治理的常用设备环科1211211703107吴玲一、吸收法吸收法的处理过程作为一种典型的化学工程单元操作，主要通过液体与气体接触使气体中某些成分转移到液体而产生气体成分分离效果，吸收操作方式是将含有污染物的废气导入吸收设备，使其与吸收剂充分接触，利用气体混合物在吸收剂中溶解度不同，或者与吸收剂发生选择性化学反应，以达到去除污染物、净化空气的目的。（一）吸收法工艺原理用溶液、溶剂或清水吸收废气中的有害气体，使其与废气分离。溶液、溶剂、清水称为吸收剂，不同吸收剂可以吸收不同的有害气体。1.气体在液体中的溶解度在一定的温度和压力下，吸收剂与混合气体接触时，气体中的吸收

2、质向液相中传递，进行吸收，形成溶液，但同时溶液中被吸收的吸收质也可能由溶液向气相传递，进行解吸。亨利定律当总压不高（一般在5105Pa）时，在一定温度下，稀溶液中溶质的溶解度与气相中溶质的平衡分压成正比。ixpiiE*iCpiiH1* xmy*亨利定律适用的条件气体近似为理想气体，液体可看成理想液体（稀溶液）；系统的压力不太高（一般在5105Pa ），温度为常压或低压；吸收质在气相中的分子状态与在液相中的相同；气体组分与液体不起化学反应。2.物理吸收与化学吸收吸收可以分为物理吸收和化学吸收。若吸收只是溶质溶解于液相中，不伴有化学反应，称为物理吸收。气相组分不仅在液相中溶解，并同时与液相中的活性

3、组分发生化学反应，生成一种或几种新物质的吸收过程，称为化学吸收。二者的不同在于，物理吸收单纯受溶解浓度影响，而化学吸收则受化学反应速率影响。化学反应对吸收的影响溶质进入溶剂后因化学反应而消耗，单位体积溶剂能容纳的溶质量增多，表现在平衡关系上为溶液的平衡分压降低，从而使吸收推动力增加。如果反应进行的很快，使气体刚进入气液相界面就被消耗殆尽，则溶质在液膜中的扩散阻力大大降低，甚至为零，导致总吸收系数增大，吸收速率提高。 填料表面有一部分液体停滞不动或流动很慢，在物理吸收中这部分液体往往被溶质饱和不能再进行吸收，但在化学吸收中，则要吸收多得多的溶质才能达到饱和。（二）吸收塔吸收设备主要通过建立尽可能

4、大的、能迅速更新的气-液相接触界面来达到废气吸收去除的目的。吸收塔也叫吸收器、净化器或者洗涤器。吸收塔具有生产能力大、操作范围宽、运行稳定、设备阻力小、能耗低、结构简单、造价低、机械强度高、耐腐蚀能力强、便于制造和检修方便等优点。塔型选择原则：1、根据物性：物料系统易起泡沫，宜用填料塔；有悬浮物残渣的物料或易结垢的物料，易用板式塔中大孔径筛板塔，泡罩塔；高粘性物料，易用填料塔；腐蚀性物料，易用板式塔中的结构简单的无溢流筛板塔；对于处理过程是放热的，宜用板式塔。塔型选择原则：2、根据操作条件：气膜控制，宜用填料塔，液膜控制，宜用板式塔 ；液气比较小时，易用板式塔；伴有化学反应且反应速度不快时，易

5、用板式塔；塔径小于800mm时，宜用填料塔，塔径较大时，宜用填料塔吸收剂选择原则：1、对污染物具有良好的选择性吸收能力；2、在吸收污染物后形成的富液应成为副产品或无污染液体，或更易处理和再利用的物质；3、吸收剂的蒸汽压要低，不起泡，热化学稳定性好，粘度低，腐蚀性小；4、价廉易得。吸收塔设备类型依据吸收塔中气体与液体流动方式的不同，分为3种：对流式；同流式；错流式若依据设备形式，则可分为填料塔、喷雾塔、文丘里塔、板式塔、旋风吸收塔、泡罩塔、湍球塔等多种类型。塔内填料的作用：提供足够大的传质面积，使气液两相充分接触，同时又不能造成过大的阻力。填料是填料塔的核心，直接关系到操作性能的好坏。优点：结构

6、简单，气液接触好，压力损失小。缺点：当废气中含有悬浮物时，易堵塞，检修费用较高。（1 1）填料塔填料的基本要求（1）较大的比表面积，良好的湿润性能；（2）较大的空隙率，较小的阻力，较宽的操作范围；（3）足够的机械强度，重量轻，耐腐蚀；（4）成本低廉，来源广泛。（2 2）湍球塔填料小球的基本要求：质轻，耐磨损，耐高温。（聚乙烯、聚丙烯或发泡聚苯乙烯等塑料制成）优点：气流速度高，处理能力大，不易堵塞；缺点：小球寿命短，需经常更换，操作费用较大。湿流体湿流体填料填料废气废气吸收液吸收液净气净气污水污水（3 3）板式塔筛板：开孔率：6%25%空塔气速：1.0 2.5m/s气体通过筛板气速：4.5 12

7、.8m/s液体流量：1.5 3.8m3/(m2.h)压力损失：每块板0.8 2.0kPa优点：处理能力大，压降小，造价低；缺点：操作条件要求高，负荷范围窄，小孔易堵塞。吸收液吸收液净气净气污水污水二、吸附法根据吸附剂表面与吸附质之间作用力的不同，吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是由分间作用力引起的，它是取向力、诱导力和色散力的总称，这一类吸附质的特点是吸附质与吸附剂不发生化学作业，是一种可逆过程。化学吸附是由于吸附剂表面与吸附质之间的化学键力起作用的结果，需要一定的活化能，又称活化吸附。物理吸附的特点：吸附剂和吸附质之间不发生化学反应；吸附过程进行较快，参与吸附的各相之间迅速达到平衡；物

8、理吸附是一种放热过程，其吸附热较小，相当于被吸附气体的升华热，一般为20kJ/mol左右；吸附过程可逆，无选择性。化学吸附的特点：吸附剂和吸附质之间发生化学反应，并在吸附剂表面生成一种化合物；化学吸附过程一般进行缓慢，需要很长时间才能达到平衡；化学吸附也是放热过程，但吸附热比物理吸附热大得多，相当于化学反应热，一般在84417kJ/mol；具有选择性，常常是不可逆的。（一）吸附剂的种类（1）活性炭 活性炭是一种具有非极性表面、疏水性和亲有机物的吸附剂，常常被用来吸附回收空气中的有机溶剂（如苯、甲苯、丙酮、乙醇、乙醚、甲醛等），还可以用来分离某些烃类气体，以及用来脱臭等。活性炭的主要缺点是具有可

9、燃性，使用温度一般不超过200。（2）硅胶 硅 胶 是 用 硅 酸 钠 与 酸 反 应 生 成 硅 酸 凝 胶（SiO2nH2O），然后在115130下烘干、破碎、筛分而制成各种粒度的产品。硅胶具有很好的亲水性，当用硅胶吸附气体中的水分时，能放出大量的热，使硅胶容易破碎，但吸附量很大，可达自身重量的50。在工业上主要用于气体的干燥和从废气中回收烃类气体，也可用作催化剂的载体。 （3）分子筛分子筛具有许多孔径均匀的微孔，比孔径小的分子能进入孔穴而被吸附，比孔径大的分子被拒之孔外，因此具有强的选择性。沸石分子筛特点：具有很高的吸附选择性；具有很强的吸附能力；是强极性吸附剂，对极性分子特别是对水分子

10、具有强的亲和力；热稳定性和化学稳定性高。分子筛可以从废气中选择性地除去NOx、H2O、CO2、CO、CS2、SO2、H2S、NH3、CCl4和烃类等气态污染物。（4）吸附树脂吸附树脂是以吸附为特点，具有多孔立体结构的树脂吸附剂。它是一种多孔性树脂，由苯乙烯和二乙烯苯等单体，在甲苯等有机溶剂存在下，通过悬浮共聚法制得的鱼籽样的小圆球。广泛用于废水处理、药剂分离和提纯，用作化学反应催化剂的载体，气体色谱分析及凝胶渗透色谱分子量分级柱的填料。其特点是容易再生，可以反复使用。如配合阴、阳离子交换树脂，可以达到极高的分离净化水平（二）吸附设备（1）固定床吸附器 方形立式吸附器 常用圆形卧式吸附器（2）移动床吸附器固体吸附剂在吸附床中不断移动，固体吸附剂由上向下移动，而气体则由下向上流动，形成逆流操作。 1-冷却器；2-脱附塔；3-分配板；4-提升管；5-再生器；6-吸附剂控制装置；7-固粒料控制器；8-密封装置；9-出料阀门（3）流化床吸附器 流化状态示意图废气从进口管以一定的速度进入锥体，气体通过筛板向上流动，将吸附剂吹起，在吸附段完成吸附过程。吸附后的气体进入扩大段，由于气流速度降低，固体吸附剂又回到吸附段，而净化后的气体从出口管排出。流化床吸附器在用两台吸附器