模块四 任务1 吸收法（吸收原理）

大气污染控制工程河南水利与环境职业学院HenanVocationalCollegeofWaterConservancyAndEnvironmentHenanVocationalCollegeofWaterConservancyAndEnvironment模块四

气态污染物的控制河南水利与环境职业学院HenanVocationalCollegeofWaterConservancyAndEnvironmentHenanVocationalCollegeofWaterConservancyAndEnvironment任务1吸收法（吸收原理）河南水利与环境职业学院HenanVocationalCollegeofWaterConservancyAndEnvironmentHenanVocationalCollegeofWaterConservancyAndEnvironment气态污染物气态污染物包括气体和蒸汽气体是某些物质在常温、常压下所形成的气态形式。工业上常见的气体污染物有硫氧化物、氮氧化物、卤化物碳氧化物、碳氢化物等。蒸汽是某些固态或液态物质受热后，引起固体升华或液体挥发而形成的气态物质。常见的蒸汽如：汞蒸气、苯、硫酸蒸汽等。蒸汽遇冷，仍能逐渐恢复原有的固体或液体状态。气态污染物的控制就是指利用化学物理及生物等方法，将污染物从废气中分离或转化。根据气态污染物的性质及处理要求不同，可采用吸收法、吸附法、催化转化法、燃烧法、冷凝法及生物法等。4一、吸收法1吸收

利用混合气中各组分在溶液中溶解度差异而使气体混合物中各组分分离的单元操作称为吸收过程。（气体吸收实际上就是吸收质分子从气相向液相的相际间质量传递过程。）吸收操作中所用的溶剂称为吸收剂或溶剂混合气体中，能够显著溶解的组分称为吸收质或溶质不被溶解的组分称为惰性气体或载体吸收操作中所得到的溶液称为吸收液或溶液，其成分为溶质和溶剂吸收操作中排出的气体称为吸收尾气，主要成分是惰性气体及残余的溶质。5以乙醇胺法脱硫为例吸收剂是乙醇胺脱硫的流程包括吸收和解吸两大部分。含硫气体在25～40℃下进入吸收塔底部。吸收剂乙醇胺溶液从塔顶喷淋而下。塔内装有填料以增大气液接触面积。在气液接触过程中，气体中的硫化氢溶解于吸收剂，使离开吸收塔顶的气体中硫化氢含量降低至允许排放的浓度。而吸收了硫化氢的溶液从吸收塔底排出。为了使乙醇胺能够再次使用，需要将吸收塔底部排出的吸收液进行再生吸收液经加热后送入解吸塔，与上升的过热蒸汽接触，硫化氢从液相解吸至气相，吸收剂乙醇胺得到再生，经过冷却后重新作为吸收剂送入吸收塔循环使用。62吸收机理双膜理论模型当气液两相接触时，两相之间有一个相界面，在相界面两侧分别存在着呈层流流动的气膜和液膜。溶质必须以分子扩散方式从气流主体连续通过这两个膜层而进入液相主体。在相界面上，气液两相的浓度总是互相平衡，即界面上不存在吸收阻力。在膜层以外的气相和液相主体内，由于流体的充分湍动，溶质的浓度基本上是均匀的，即认为主体内没有浓度梯度存在，也就是说，浓度梯度全部集中在两层膜内。根据上述假定，把吸收简化为通过气液两层层流膜的分子扩散，通过此两层膜的分子扩散阻力就是吸收过程的总阻力。7由于化学反应增大了吸收的传质系数和吸收推动力，加大了吸收速率，因此对于废气流量大，成分比较复杂，吸收组分浓度较低的废气，大多采用化学吸收。83吸收平衡气液平衡在一定压力和温度下，使一定量的吸收剂与混合气体充分接触，气相中的溶质便向液相溶剂中转移，经长期充分接触之后，液相中溶质组分的浓度不断增加，此时气液两相达到平衡，此状态为平衡状态。气液平衡时，溶质在液相中的浓度为饱和浓度（溶解度），气相中溶质的分压为平衡分压。平衡时溶质组分在气液两相中的浓度关系为相平衡关系，气液相平衡关系用二维坐标绘成曲线称为溶解度曲线。加压和降温有利于吸收操作过程，而减压和升温则有利于解吸操作过程。9亨利定律总压不高时，在一定温度下，稀溶液上方气相中溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔分率成正比，其比例系数为亨利系数。104吸收在气态污染物净化中的应用特点：吸收法净化气态污染物不仅效率高，而且还可以将某些污染物转化成有用产品，进行综合利用。含有氮氧化物、硫氧化物、碳氢化合物、硫氢化合物等气态污染物的废气都可以通过吸收法除去有害成分，一般来说化学反应的存在能提高吸收速率，并使吸收程度更趋于完全，相比之下物理吸收则速率较低，并且吸收也不完全。因此在气态污染物净化中多采用化学吸收。吸收操作净化气态污染物需要解决的关键问题：①选择合适的吸收剂，使之能选择性地溶解