理学lili大气污染控制工程学习教案

1、会计学1理学理学(lxu)lili大气污染控制工程大气污染控制工程第一页，共129页。第1页/共129页第二页，共129页。2. 亨利亨利(hngl)定定律律第2页/共129页第三页，共129页。第3页/共129页第四页，共129页。n aA（液）（液） + bB mM + nN物理(wl)平衡化学平衡(huxupnghng)第4页/共129页第五页，共129页。耗。耗。第5页/共129页第六页，共129页。n故n CA=（1+KB）HAPA*第6页/共129页第七页，共129页。第7页/共129页第八页，共129页。 =HAPA*+（KHAPA*） 0.5第8页/共129页第九页，共129页

2、。第9页/共129页第十页，共129页。321212322/01187. 005. 063. 1mkmolSOKSOKSOHSOSOCSO第10页/共129页第十一页，共129页。CA=A+CB0 x，第11页/共129页第十二页，共129页。第12页/共129页第十三页，共129页。液相主体液相主体n（气膜阻力）（无传质阻力）（气膜阻力）（无传质阻力）（液膜阻力）（无扩散阻力）（液膜阻力）（无扩散阻力）n（3）传质推动力：气膜内传质推）传质推动力：气膜内传质推动力：动力：PAGPAi；液膜内传质推；液膜内传质推动力：动力：CAiCAL第13页/共129页第十四页，共129页。气相主体气膜液膜

3、界面传质方向液相主体CA*PA*ZGZLPAGZAL双膜理论模型双膜理论模型CAL第14页/共129页第十五页，共129页。1/KAL=1/kAL+HA/kAG, CA*=HAPAG注：有关参数的含义和单位见教材。注：有关参数的含义和单位见教材。吸收吸收(xshu)过程速过程速率方程率方程第15页/共129页第十六页，共129页。AALAGHkk11AALAGHkk11第16页/共129页第十七页，共129页。第17页/共129页第十八页，共129页。AlgHkk11AlgGAHkkK111kPa)skmol/(m1073. 21074. 215 . 11094. 61111127-75All

4、AGHkkK第18页/共129页第十九页，共129页。第19页/共129页第二十页，共129页。与物理吸收过程与物理吸收过程(guchng)有何区别？有何区别？第20页/共129页第二十一页，共129页。动力学与扩散动力学与扩散(kusn)同时控制同时控制第21页/共129页第二十二页，共129页。AALAGAAGAHkkppN11*0zAALAdZdcDN第22页/共129页第二十三页，共129页。第23页/共129页第二十四页，共129页。第24页/共129页第二十五页，共129页。（1）CBLkx/m，则，则Ky= kx/m，即外扩散的阻力可忽略不计，即外扩散的阻力可忽略不计，吸附的阻力

5、以内吸附的阻力以内(y ni)扩散的阻力为主；反之，若扩散的阻力为主；反之，若ky kx/m，则，则Ky= ky，即内扩散的阻力可忽略不计，总扩散系，即内扩散的阻力可忽略不计，总扩散系数数Ky等于外扩散吸附分系数等于外扩散吸附分系数ky。第88页/共129页第八十九页，共129页。第89页/共129页第九十页，共129页。性第90页/共129页第九十一页，共129页。分子分子临界直径临界直径 （）分子分子临界直径临界直径 （）氦氦氢氢乙炔乙炔氧氧一氧化碳一氧化碳二氧化碳二氧化碳氮氮水水氨氨氩氩甲烷甲烷乙烯乙烯环氧乙烷环氧乙烷乙烷乙烷甲醇甲醇乙醇乙醇环丙烷环丙烷丙烷丙烷正丁烷正丁烷-正二十二烷正

6、二十二烷2.02.42.42.82.82.83.03.153.83.844.04.254.24.24.44.44.754.894.9 丙烯丙烯1-丁烯丁烯2-反丁烯反丁烯1,3-丁二烯丁二烯二氟二氟- -氯甲烷氯甲烷( (CFC-22)-22)噻吩噻吩异丁烷异丁烷- -异二十二烷异二十二烷二氟二氯甲烷二氟二氯甲烷(CFC-12)-12)环乙烷环乙烷甲苯甲苯对二甲苯对二甲苯苯苯四氯化碳四氯化碳氯仿氯仿新戊烷新戊烷间二甲苯间二甲苯邻二甲苯邻二甲苯三乙胺三乙胺5.05.15.15.25.35.35.585.936.16.76.76.86.96.96.97.17.48.4第91页/共129页第九十二页

7、，共129页。第92页/共129页第九十三页，共129页。第93页/共129页第九十四页，共129页。2、回转(huzhun)吸附器3、流动、流动(lidng)床床吸附器吸附器第94页/共129页第九十五页，共129页。有机气态有机气态(qti)污染物固定床污染物固定床吸附工艺流程（一般吸附工艺吸附工艺流程（一般吸附工艺）变压吸附变压吸附(xf)工艺流程工艺流程1、2、净化气；、净化气； 3、蒸汽、蒸汽(zhn q) 4、固定床、固定床 5、废气、废气 6、冷凝器、冷凝器 7、分离器、分离器 8、吸附质、吸附质 9、冷凝水、冷凝水1、固定床、固定床 2、压缩机、压缩机 3、冷却、冷却器器 4、

8、分离器、分离器 5、产品气柜、产品气柜第95页/共129页第九十六页，共129页。附的吸附质，沿附的吸附质，沿床层不同床层不同(b tn)高度的变高度的变化曲线称为负荷化曲线称为负荷曲线。曲线。XeX 0z第96页/共129页第九十七页，共129页。第97页/共129页第九十八页，共129页。第98页/共129页第九十九页，共129页。（3）破点：出现穿透现象后，吸附波稍微向前）破点：出现穿透现象后，吸附波稍微向前移动一点移动一点(y din)，在流出物的分析中就有吸附，在流出物的分析中就有吸附质漏出来，该点称为破点。质漏出来，该点称为破点。（4）穿透时间（）穿透时间（b）：到达破点所需的时间

9、即）：到达破点所需的时间即为穿透时间。为穿透时间。（5）平衡时间（）平衡时间（e）：吸附波（）：吸附波（S形曲线的尾部形曲线的尾部）刚好到达吸附床层出口所需的时间就是平衡时）刚好到达吸附床层出口所需的时间就是平衡时间。间。第99页/共129页第一百页，共129页。2、穿透曲线、穿透曲线以流出物中吸附以流出物中吸附(xf)质浓度质浓度Y为纵坐标，为纵坐标，时间时间为横坐标作图，在时间为横坐标作图，在时间从从b e时时，在图上会出现一个，在图上会出现一个S形曲线，这条曲线称形曲线，这条曲线称为穿透曲线。为穿透曲线。第100页/共129页第一百零一页，共129页。第101页/共129页第一百零二页，

10、共129页。量之比。第102页/共129页第一百零三页，共129页。率成反相关n（5）吸附剂种类：种类不同吸附速率不同第103页/共129页第一百零四页，共129页。第104页/共129页第一百零五页，共129页。理想理想(lxing)穿透曲线穿透曲线第105页/共129页第一百零六页，共129页。aEaafZZ1第106页/共129页第一百零七页，共129页。ZfZZSa第107页/共129页第一百零八页，共129页。ogapysaogHZKGZN)(pysOGaKGH第108页/共129页第一百零九页，共129页。)1/(Szfza（5）吸附）吸附(xf)床层高度的计算式床层高度的计算式式

11、中：式中：f指传质区内仍具有吸附指传质区内仍具有吸附(xf)能力的面积的比例；能力的面积的比例；Za传质区高度；传质区高度；S饱和度饱和度第109页/共129页第一百一十页，共129页。第110页/共129页第一百一十一页，共129页。（2）穿透时间的计算）穿透时间的计算 式中：式中：b穿透时间，穿透时间， s ；m吸附剂的平衡静吸附活度；吸附质吸附剂的平衡静吸附活度；吸附质kg/吸附剂吸附剂m3； Z整个床层的高度，整个床层的高度， m ；气速，气速，m/s； c0气流中吸附质的初始气流中吸附质的初始(ch sh)浓度，浓度，kg/m3 K吸附层保护作用系数吸附层保护作用系数Kzzcmb0第

12、111页/共129页第一百一十二页，共129页。mbB)(mBZZK第112页/共129页第一百一十三页，共129页。床层高度Z(m)0.10.150.20.250.30.35透过时间B(min)109231310462550650试确定试确定(qudng)固定床吸附器的直径、高度、吸附剂用量。固定床吸附器的直径、高度、吸附剂用量。第113页/共129页第一百一十四页，共129页。044. 0,952143min95,min/214330mmmBBZKZ，KZZK。mK。，Z：、由希洛夫方程得截距直线的斜率由图解得为纵坐标作图如下为横坐标以解第114页/共129页第一百一十五页，共129页。第

13、115页/共129页第一百一十六页，共129页。)/(72.851022021433300吸附剂吸附质故有又mkgCKaCaKmm第116页/共129页第一百一十七页，共129页。度即为固定床吸附器的高解得得时当故希洛夫方程为mmZZ，hZBB20. 116. 12400044. 02143min240040044. 02143第117页/共129页第一百一十八页，共129页。mQDDQ03. 114. 32060100046044602故又第118页/共129页第一百一十九页，共129页。kgaWbm97.41945072.8510240100010240100033所需吸附剂用量为注：实际

14、工程中，吸附不可能达到(d do)饱和，所以在填时要多装一些。第119页/共129页第一百二十页，共129页。作的持续时间第120页/共129页第一百二十一页，共129页。)()(2112ccARRWB第121页/共129页第一百二十二页，共129页。10. 5 吸附剂再生吸附剂再生(zishng)方法方法吸附剂再生方法特 点热再生使热气流与床层接触直接加热床层，吸附质可解吸释放，吸附剂可恢复吸附性能降压再生再生时压力低于吸附操作时的压力，或对床层抽真空，使吸附质解吸出来。通气吹扫再生向再生设备中通入基本上无吸附性的吹扫气，降低吸附质在气相中的分压，使其解吸出来置换脱附再生采用可吸附的吹扫气，

15、置换床层中已被吸附的物质，适用于对温度敏感的物质化学再生向床层中通入某种物质使吸附质发生化学反应，生成不易被吸附物质而解吸下来第122页/共129页第一百二十三页，共129页。10. 6 吸附净化法的应用吸附净化法的应用(yngyng)10.6.1 吸附法净化吸附法净化NOx1. 一般活性碳法一般活性碳法吸收吸收(xshu)：NOxCN2 CO2再生：再生：碱液再生碱液再生第123页/共129页第一百二十四页，共129页。2、COFZA法法第124页/共129页第一百二十五页，共129页。10.6.2 吸附吸附(xf)法净化法净化CxHy第125页/共129页第一百二十六页，共129页。10. 6. 3 吸附法净化吸附法净化SO2 物理吸附物理吸附1. 吸附吸附 化学吸附化学吸附2. 再生再生SO2SO2*O2 O2*H2O H2O*2SO2*+ O2* 2SO3*2SO3*+ 2H2O 2H2SO4*H2SO4*+n H2O H2SO4 n H2O *洗涤再生：洗涤再生： 产品稀硫酸产品稀硫酸 加热再生：产品富集加热再生：产品富集SO2 微波再生：产品高浓度微波再生：产品高浓度SO2或硫磺或硫磺第126页/共129页第一百二十七页，共129页。气态污染物控制的方法气态污染物控制的方法(fngf)总结总结气态气态(qti)污染物控制污染物控制