第9章 节 吸收法净化气体污染物 大气污染控制工程课件.ppt

第9章 吸收法净化气态污染物;4.1.1吸收法;4.1.1. 吸收原理;;在一定温度下，当压力不高时，对于稀溶液的吸收过程符合亨利定律，即吸收质在液体中的溶解度与气相中吸收质的平衡分压成正比。表示式为： c=H·P* x=P*/E y*=m·x 上式均称为亨利定律 式中 c—溶质的平衡浓度k mol／m3 H—溶解度系数，kmol／(m3·kPa) P*—溶质组分在气体中的平衡分压， kPa x—溶质在液相中的摩尔分数 E—亨利系数， kPa y*—溶质在气相中的体积分数 m—相平衡常数，量纲为一。;溶质组分通过气膜和液膜吸收速率为： NA=KG(P-P*)=K L(C*-C) 式中KG—气相吸收总系数，kmol／(m2·s·kPa)； K L—液相吸收总系数，m／s； P*—与液相浓度相平衡的气相分压，kPa； C*—与气相分压相平衡的液相浓度，kmol／m3。 C—溶质的平衡浓度k mol／m3 P—相平衡的气相压，kPa；;式中的(P-P*) 和(C*-C)是以分压差和浓度差表示的过程总推动力， 而1／KG、1／K L则表示吸收过程总阻力。 吸收过程的总阻力为气膜阻力与液膜阻力之和。 吸收总系数KG、K L可以通过实验获取。 当气体溶解度很大时，气相传递为控制因素，增大气速对吸收有利。 当气体溶解度很小时，液膜阻力为控制因素，增大液体流量，增强湍流程度对吸收有利。;吸收设备;（1）.填料塔;;;;为保证填料塔运行稳定，一般要求液体喷淋密度在10m3/m2·h以上，并力求喷淋均匀。填料塔的空塔气速一般为0.3~1.5m／s，压降通常为0.15~0.60kPa/m填料，液气比为0.5~2.0kg/m3。 填料塔具有结构简单、便于制造，汽液接触良好，压降较小等优点。缺点是当烟气中含有悬浮颗粒时，填料容易堵塞，清理检修时填料损耗大。;图4-2 填料塔结构;（2）.筛板塔 筛板塔的结构如图所示。在截面为圆形的塔内，沿塔高装有多层筛板。筛板上开有2~15mm的小孔，开孔率一般为6％~25％。操作时，气体从下而上经筛孔进入筛板上的液层，塔板上的液层厚度为30mm左右，气液在筛板上交错流动，通过气体的鼓泡进行吸收。气液可以进行逐级的多次接触。 操作时一般控制气体通过筛板塔的空塔速度为1.0~2.5m/s，气体穿过筛孔的气速约为4.5~12.8m/s，每块板的压降为0.8~2.0kPa。;筛板塔结构和操作示意图;(3) 湍流塔;2.吸收设备的选择;3.吸收剂的选择;2）吸收剂的选择 ①对于物理吸收，要求溶解度大，可以按照相似相溶规律选择吸收剂，即从与吸收质结构相近物质中筛选吸收剂； ②对于化学吸收过程，可以选择容易与被吸收气体发生反应的物质作吸收剂； ③对于酸性气体，如CO2、NO2、HF等，可以优先选用碱或碱性盐溶液吸收； ④水是一种常用的吸收剂，是许多吸收过程的首选对象。 用水做吸收剂，主要是靠这些物质在水中溶解度较大的特性，一般在加压和低温下吸收，在降压和升温下解吸。用水作吸收剂的优点是价廉易得、吸收流程、设备和操作都比较简单；缺点是设备庞大、净化效率低、动力消耗大。;⑤碱金属钠、钾、铵或碱土金属钙、镁等的溶液，是另一类常用吸收剂。由于这一类吸收剂能与被吸收的气态污染物如SO2、HCl、HF、NO2等之间发生化学反应，因而使吸收能力大大增加。 ⑥吸收碱性气体常用各种酸进行吸收。 化学吸收的流程较长、设备较多、操作较复杂，吸收剂价格较贵，吸收剂再生困难，能耗和化学品消耗大。因而在选择吸收剂时，要权衡多方面的因素来确定。;（3）吸收剂的再生 吸收剂使用到一定程度，需要处理后再使用，处理的方式: 一是通过再生回收副产品后重新使用，如亚硫酸钠法吸收SO2气体，吸收液中的亚硫酸氢钠经加热再生，回收SO2后变为亚硫酸钠重新使用。 二是直接把吸收液加工成副产品，如用氨水吸收SO2得到的亚硫酸铵经氧化变为硫酸铵化肥。 ;吸收工艺;2.烟气的预冷却 燃烧排出的烟气温度较高，不适宜直接吸收，而需要降低温度后再完成吸收操作，提高吸收效率。因此需要对烟气进行冷却。冷却烟气的方法有：①设置间接冷却器；②直接增湿冷却；③用预洗涤塔除尘增湿降温等。 烟气冷却温度越低，对吸收越有利，但耗能会大幅度增加，造成费用增大。综合考虑各方面的因素，一般高温烟气冷却到333K左右较为适宜。;3.设备管道的结垢和堵塞 结垢和堵塞是吸收操作不可避免的问题之一。许多气态污染物的吸收净化过程，会产生一些固体物质，必然会出现设备结垢和堵塞问题。解决的方法一般从工艺设计、设备结构、操作控制等方面解决。 工艺操作采取的措施包括：控制溶液或料桨中水分的蒸发量，控制溶液的pH值，控制溶液中易于结晶物质不要过饱和，保持溶液有一定