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文檔簡介
1、第1章 、概論大氣的組成:(1)干燥清潔的空氣(2)水蒸氣(3)各種雜質(zhì)干潔空氣的主要成分:N2(78%)、O2(21%)、Ar(0.93%)、CO2(0.03%)。 氖、氦、甲烷、氪、氫、氙、二氧 化氮、臭氧共0.004%。且依次減少。大氣污染定義:由于人類活動或者自然過程使得某些物質(zhì)進入大氣中,呈現(xiàn)出足夠的濃度,達到足夠的時間, 并因此而危害了人體的舒適、健康和人們的福利,甚至危害了生態(tài)環(huán)境。大氣污染根據(jù)范圍分為四類:1)局部地區(qū)污染2)地區(qū)性污染3)廣域污染4)全球性污染全球性大氣污染問題:溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨氣溶膠污染物種類:粉塵(dust)、煙(fume)、飛灰(fly ash
2、)、黑煙(smoke)、霧(fog)總懸浮顆粒物(TSP):指能懸浮在空氣中,空氣當量直徑<=100um的顆粒物??晌腩w粒物(PM10):指能懸浮在空氣中,空氣當量直徑<=10um的顆粒物。PM2.5:指能懸浮在空氣中,空氣當量直徑<=2.5um的顆粒物。大氣污染源來源:自然污染源、人為污染源。 人為污染源: 1)點源、面源。 2)生活污染源、工業(yè)污染源、交通運輸污染源 3)燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)。固定源 交通運輸。移動源一氧化碳(CO)對人體健康的影響: 人暴露于濃度高的(>750*10-6)CO中會導致死亡。一般認為CO濃度100×10-6一定范圍內(nèi)健康人暴
3、露8h的工業(yè)安全上限。大多數(shù)人感覺眩暈,頭疼和倦怠。 血紅蛋白對CO的親和力大約為對氧的親和力的210倍。 體內(nèi)氧合血紅蛋白(O2Hb)以及碳氧血紅蛋白血(COHb)關(guān)系: COHb /O2Hb=Mpco/po2 M-人體中一般為200250 p-氧氣以及一氧化碳的分壓氮氧化物對人體影響: NO的毒性為NO2的1/5.NO2會迅速破壞肺細胞,可能是哮喘病,肺氣腫和肺癌的一種病因。NOX與碳氫化合物混合時,在陽光照射下會生產(chǎn)光化學煙霧。危害更加嚴重。光化學氧化劑種類:氧化劑、臭氧、過氧乙酰硝酸酯(PAN)、過氧苯酰硝酸酯(PBN)、其他能使KI的碘離 子氧化的痕量物質(zhì)。光化學氧化劑的危害:氧化劑
4、會嚴重的刺激眼睛,當它和O3混合在一起時,會刺激鼻腔、喉,引起胸腔收縮, 在濃度高達3.9mg/m3時,就引起劇烈的咳嗽和注意力不能集中。大氣污染綜合防治措施:1) 、全面規(guī)劃,合理布局。2) 、嚴格環(huán)境管理3) 、控制大氣污染的技術(shù)措施:實施清潔生產(chǎn)、實施可持續(xù)發(fā)展的能源策略、建立綜合型工業(yè)基地。4) 、控制污染的經(jīng)濟政策:保證必要的環(huán)境保護投資,并隨著經(jīng)濟的發(fā)展逐年增加。實行“污染者和 使用者支付原則”5) 、綠化造林6) 、安裝廢棄凈化裝置環(huán)境質(zhì)量標準:1982年制定1996年修訂。規(guī)定了九種污染物的濃度限值。分別是SO2、TSP、PM10、NO2、CO、 O3、Pb、苯并a芘、氟化物。
5、將環(huán)境空氣質(zhì)量分為三級:1) 、一級標準:為保護自然生態(tài)和人群健康,在長期接觸情況下,不發(fā)生任何危害性影響的空氣質(zhì)量要求2) 、二級標準:為保護人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動、植物在長期和短期的接觸情況下,不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求。3) 三級標準:為保護人群不發(fā)生急、慢性中毒和城市一般動、植物(敏感者除外)正常生長的空氣質(zhì)量要求該標準將空氣質(zhì)量功能區(qū)劃分為三類:1) 、一類區(qū)為自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)和其他需要特殊保護的地區(qū)。2) 、二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居民區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。3) 、三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。第2章 、燃燒與大氣污染燃料按物理性質(zhì)分為:固體燃料、氣體燃
6、料、液體燃料。煤的分類:1)、褐煤:最低品位的煤,是泥煤形成的初始煤化物,形成年代最短。成黑色、褐色、泥土色。 結(jié)構(gòu)類似木材。熱值低、水分含量高。 2)、煙煤:黑色、形成年代較褐煤長、外形有可見條紋、含碳量75%-90%、揮發(fā)分含量20%-45%、 成焦性強、含氧低水分少且灰分含量不高、空氣中較褐煤抗風化。適合工業(yè)上一般應(yīng)用。 3)、無煙煤:碳含量高(>93%)、形成時間最長的煤。具有明亮黑色光澤、機械強度高。無機物 含量低于10%、成焦性極差、著火困難、儲存穩(wěn)定不自燃。煤中含有四種形態(tài)的硫:黃鐵礦硫(FeS2)、硫酸鹽硫、有機硫、元素硫。人們一般把硫分劃為:硫化鐵硫、有機硫、硫酸鹽硫。
7、前兩種燃燒時放熱稱為揮發(fā)硫,硫酸鹽硫作為灰分不 參加燃燒。黃鐵礦除硫:黃鐵礦硬度為6-6.5,為中等硬度。比重比矸石和煤重得多(4.7-5.2)。在強磁場感應(yīng)下可以 變成順磁性物質(zhì)。由以上特點可采用不同物理化學方法把黃鐵礦從煤中去除。石油脫硫:采用在高壓下的催化加氫,以破壞C-S-C鍵,形成H2S氣體。從而達到降低硫分的目的。天然氣的組成一般為:85%甲烷、10%乙烷、3%丙烷。還含有H2O、CO2、N2、He、H2S等。例題2-3、2-4第5章 、顆粒污染物控制基礎(chǔ)顆粒的直徑1、在顯微鏡下觀察的直徑。 1)、定向直徑dF:在顯微鏡下,各顆粒在投影圖中同一方向上的最大投影面積。 2)、等向面積
8、等分直徑dM:在顯微鏡下各顆粒在投影圖中按同一方向?qū)㈩w粒物投影面積二等分的線段長度。 3)、投影面積直徑dA:在顯微鏡下。與投影面積相等的圓的直徑。 dF>dM>dA2、 篩分直徑:篩分法測得,顆粒能夠通過的最小方篩孔的寬度。3、等體積直徑:光散射法測得,與顆粒體積相等的圓球的直徑。4、沉降法測得 1)、斯托克斯直徑ds:在同一流體中與顆粒密度相同且沉降速度相等的圓球的直徑。 2)、空氣動力學當量直徑da:在空氣中與顆粒沉降速度相等的單位密度的圓球的直徑。圓球度:與顆粒體積相等的圓球的表面積與顆粒的表面積的比值。用來表示顆粒物與圓球形顆粒不一致程度。粒徑分布是指:不同歷經(jīng)范圍內(nèi)顆粒
9、的個數(shù)所占的比例。個數(shù)分布個數(shù)頻率:第i間隔中的顆粒個數(shù)與總顆粒個數(shù)的比值。個數(shù)篩下累積頻率:小于第i間隔上限的所有顆粒個數(shù)與總顆粒個數(shù)的比值。個數(shù)頻率密度:累積頻率為0.5時的粒徑為個數(shù)中位粒徑。質(zhì)量分布概念類比于個數(shù)分布。平均粒徑長度平均粒徑:表面積品均粒徑:體積品均粒徑:表面積-體積品均粒徑對于頻率密度分布曲線對稱的分布,其眾徑dD、中位直徑d50和算術(shù)品均直徑(長度品均直徑)相等對于頻率密度分布曲線非對稱的分布,眾徑dD<中位直徑d50<算術(shù)品均直徑粉塵物理性質(zhì):密度:1)呈堆積狀態(tài)存在的粉塵,他的堆積體積包括顆粒間和顆粒內(nèi)部間隙。以此體積求得的密度為堆積 密度。 2)粉塵
10、的真密度用于研究粉塵粒在空氣中中的運動、分離和去除等方面。堆積密度用于倉儲或灰斗 的容積確定等方面粉塵的安息角和滑動角: 1)粉塵從漏斗連續(xù)落到水平面上,自然堆積成一個圓錐體,圓錐體母線和水平面的夾角稱為粉塵的安 息角。一般為350-550 2)自然堆放在光滑平板上的粉塵,隨平板做傾斜運動時,粉塵開始發(fā)生滑動時的平板傾斜角。稱為 滑動角。一般為400-550。粉塵比表面積:定義為單位體積或質(zhì)量粉塵所具有的表面積。粉塵的含水率:指粉塵所含水質(zhì)量和粉塵總質(zhì)量之比。用W表示。粉塵中含有水分包括:吸附在粉塵表面及 包含在凹坑處與細孔中的自由水分,以及顆粒內(nèi)部的結(jié)合水,由于普通干燥方法不能去除結(jié) 合水,
11、故結(jié)合水不屬于計算含水率的水分范圍粉塵的潤濕性:粉塵顆粒與液體接觸后能否能相互附著或附著難易程度的性質(zhì)。粉塵的潤濕性和粉塵的種類、 粒徑、形狀、生成條件、組分、溫度、含水率、表面粗糙程度、以及荷電性等性質(zhì)有關(guān)。粉 塵越細,潤濕性越差。粉塵潤濕性隨壓力增大而增大,隨溫度升高而降低。粉塵潤濕性還與 液體的表面張力以及塵粒與液體之間的接觸方式有關(guān)。潤濕性可以用液體對試管中粉塵的潤濕速度來表示。常取時間為20min。 V20=L20/20 (mm/min)根據(jù)潤濕速度潤濕性分為四類:絕對憎水(<0.5)、憎水(0.5-2.5)、中等親水(2.5-8.0)、強親水(>8.0)粉塵的荷電性:使
12、粉塵荷電的因素很多:電離輻射、高壓放電或高溫產(chǎn)生的離子和電子被捕獲、固體顆粒相 互碰撞和摩擦產(chǎn)生的靜電。生產(chǎn)過程中可能已經(jīng)荷電。而天然和人工粉塵的荷電量一般為最 大荷電量的1/10. 粉塵的荷電量歲溫度升高、表面積增大以及含水率減小而減小,還與其化 學組成有關(guān)。粉塵導電性:粉塵的導電機制有兩種。1 在高溫范圍內(nèi)(2000C以上),粉塵層的導電主要靠粉塵本體內(nèi)部的電子和離子進行。這種本體導電占優(yōu)勢的粉塵比電阻稱為體積比電阻。2 在低溫范圍內(nèi)(1000C以下),粉塵的導電主要靠塵粒表面吸附的水分或其他化學物質(zhì)中的離子進行。這種表面導電占優(yōu)勢的粉塵比電阻稱為表面比電阻。粉塵比電阻對電除塵器的運行有很
13、大影響,最適宜于電除塵器運行的電阻范圍為104-1010粉塵粘附力:粉塵顆粒相互之間粘附叫自粘,克服附著現(xiàn)象所需的力叫粘附力。 粉塵間的粘附力有三種:分子力、毛細力、靜電力。 通常采用粉塵層的斷裂強度作為表征粉塵自粘性的基本指標。 影響因素:含水率、粒徑大小、形狀、表面粗糙度、潤濕性、荷電量。粘附力與顆粒大小成反比。重力沉降:顆粒物在空氣中的自由沉降。大顆粒物質(zhì)的主要沉降方式。重離心沉降:顆粒物主要受離心力作用。粒徑小于重力沉降顆粒粒徑。慣性沉降:主要受慣性力作用。靜電沉降:分為慣性碰撞、攔截、顆粒對捕集體吸附三種種方式。第6章 、除塵裝置目前常用的除塵器可分為:機械除塵器、電除塵器、袋式除塵
14、器、濕式除塵器等機械除塵器通常指利用質(zhì)量力(重力、慣性力、離心力等)的作用使顆粒物與氣流分離的裝置。重力沉降室(計算題): 假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流;顆粒均勻分布于煙氣中忽略氣體浮力,粒子僅受重力和阻力的作用沉降室的長寬高分別為L、W、H,處理煙氣量為Q 。氣流在沉降室內(nèi)的停留時間如下式在t時間內(nèi)粒子的沉降距離該粒子的除塵效率(63)式 對于stokes粒子,重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響,工程上一般用分級效率公式的一半作為實際分級效率 提高沉降室效率的主要途徑:1 降低沉降室內(nèi)氣流速度2 增加沉降室長度3 降低沉降室高度沉降室內(nèi)的氣流速度一
15、般為0.32.0m/s重力沉降室設(shè)計1 先確定需要100%去除的顆粒粒徑;2 計算該顆粒的沉降速度us;3 假設(shè)沉降室內(nèi)的氣流速度V0和沉降室高度H(或?qū)挾萕);4 求沉降室的長度和寬度(或高度);5 檢驗沉降時間。 注意:分級效率取計算值的一半慣性除塵器:沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板,含塵氣流沖擊在擋板上,氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變,借助塵粒本 身的慣性力作用,使其與氣流分離 。R2愈小,捕集的顆粒愈小。不僅利用慣性力,還利用重 力和離心力分類:沖擊式、反轉(zhuǎn)式。旋風除塵器:普通旋風除塵器是由進氣管、筒體、錐體和排氣管等組成 1 氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運動:外渦旋 2 少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)域 3
16、 旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn):內(nèi)渦旋 4 到達外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗5 切向速度決定氣流質(zhì)點離心力大小,顆粒在離心力作用下 逐漸移向外壁6 上渦旋氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時,一部分氣流 帶著細小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上,到達頂部后,再沿排出 管外壁旋轉(zhuǎn)向下,最后從排出管排出 氣流運動包括切向、軸向和徑向影響旋風除塵器效率的影響因素:二次效應(yīng):被捕集粒子的重新進入氣流在較小粒徑區(qū)間內(nèi),理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集,實際效率高于理論效率。在較大粒徑區(qū)間,粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起,實際效率低于理論效率。通過環(huán)狀霧化器將水
17、噴淋在旋風除塵器內(nèi)壁上,能有效地控制二次效應(yīng) 比例尺寸:在相同的切向速度下,筒體直徑愈小,離心力愈大,除塵效率愈高;筒體直徑過小,粒子容易逃 逸,效率下降。錐體適當加長,對提高除塵效率有利排出管直徑愈少分割直徑愈小,除塵效率愈高,直徑太小,壓損增加,一般取排出管直徑de=(0.4-0.65)D旋風除塵器排出管以下部分的長度應(yīng)當接近或等于l,筒體和錐體的總高度以不大于五倍的筒體直徑為宜 煙塵的物理性質(zhì):氣體的密度和粘度、塵粒的大小和比重、煙氣含塵濃度 操作變量:高煙氣入口流速,旋風除塵器分割直徑變小,除塵器性能改善入口流速過大,已沉積的粒子有可 能再次被吹起,重新卷入氣流中,除塵效率下降旋風除塵
18、器的分類:按進氣方式分 :切向進入式、軸向進入式 按氣流組織分 :回流式、直流式、平旋式和旋流式 多管旋風除塵器:由多個相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風除塵器(又叫旋風子)組合在一個殼體內(nèi)并聯(lián)使用 的除塵器組,常見的多管除塵器有回流式和直流式兩種 電除塵器的工作原理 :三個基本過程:1 懸浮粒子荷電-高壓直流電暈2 帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集-延續(xù)的電暈電場(單區(qū)電除塵器)或光滑的不放電的電極之間的純靜電場(雙區(qū)電除塵器)3 捕集物從集塵表面上清除-振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗 電暈放電機理:金屬絲放出的電子迅速向正極移動,與氣體分子撞擊使之離子化氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子雪崩
19、過程遠離金屬絲,電場強度降低,氣體離子化過程結(jié)束,電子被氣體分子捕獲粒子荷電機理:1、 離子在靜電力作用中做定向運動,與粒子碰撞而使粒子荷電。稱為電場荷電或者碰撞荷電。2、 是由離子擴散現(xiàn)象而導致的粒子荷電過程,稱為擴散荷電。簡單的將電場荷電和擴散荷電的電荷相加,能近似的表示兩種過程綜合作用使得電荷量。粉塵沉積在電暈極上會影響電暈電流的大小和均勻性,一般方法采取振打清灰方式清除 電暈電極:常用的有直徑3mm左右的圓形線、星形線及鋸齒線、芒刺線等 電暈線的一般要求:起暈電壓低、電暈電流大、機械強度高、能維持準確的極距、易清灰等 比電阻:各種物質(zhì)的電阻與其長度成正比,與其橫截面積成反比,并和溫度有
20、關(guān): Rs比電阻 L長度 A橫截面積定義:一種物質(zhì)的比電阻是其長度和橫截面積各為一單位時的電阻,比電阻的倒數(shù)稱為電阻率比電阻過高或過低都會大大降低電除塵器的除塵效率,適宜的范圍是從103-104·cm-2×1010·cm通常所需要的粉塵的最小導電率是1010(/cm)1 高比電阻粉塵導電率低于大約1010(/cm)1,即電阻率大于1010/cm的粉塵,通常稱為高比電阻粉塵影響粉塵層比電阻的因素除粒子溫度和組成之外,還包括粒子大小和形狀,粉塵層厚度和壓縮程度,施加粉塵層的電場強度等 在評價電除塵器的操作性能時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場測得的粉塵比電阻數(shù)據(jù) 高比電阻粉塵會干擾電場條件
21、,導致除塵效率下降l 低于1010/cm時,比電阻幾乎對除塵器操作和性能沒有影響l 比電阻介于10101011/cm之間時,火花率增加,操作電壓降低l 高于1011/cm時,產(chǎn)生明顯反電暈克服高比電阻影響的方法:保持電極表面盡可能清潔1 采用較好的供電系統(tǒng)2 煙氣調(diào)質(zhì):增加煙氣濕度,或向煙氣中加入SO3、NH3,及Na2CO3等化合物,使粒子導電性增加。最常 用的化學調(diào)質(zhì)劑是SO3 3.改變煙氣溫度:降低或升高煙氣溫度 4.發(fā)展新型電除塵器 濕式除塵器分類:根據(jù)濕式除塵器的凈化機理,大致分為1 重力噴霧洗滌器2 旋風洗滌器3 自激噴霧洗滌器4 板式洗滌器5 填料洗滌器6 文丘里洗滌器7 機械誘
22、導噴霧洗滌器 濕式除塵器的除塵機理 主要是慣性碰撞和攔截作用。 含塵氣流在運動過程中同液滴相遇,在液滴前xd處氣流開始改變方向,繞過液滴運動,而慣性較大的塵粒有繼續(xù)保持其原來直線運動的趨勢。塵粒運動主要受兩個力支配,即其本身的慣性力以及周圍氣體對它的阻力。文丘里除塵器系統(tǒng)的構(gòu)成:文丘里洗滌器、除霧器、沉淀池、加壓循環(huán)水泵文丘里洗滌器:收縮管,喉管,擴散管。分類:就其斷面形狀,圓形文丘里除塵器、矩形文丘里除塵器除塵過程 1 含塵氣體由進氣管進入收縮管后,流速逐漸增大,氣流的壓力能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽? 在喉管入口處,氣速達到最大,一般為50180m/s3 洗滌液 (一般為水)通過沿喉管周邊均勻分布的噴
23、嘴進入,液滴被高速氣流霧化和加速4 充分的霧化是實現(xiàn)高效除塵的基本條件 通常假定1 微細塵粒以氣流相同的速度進人喉管2 洗滌液滴的軸向初速度為零,由于氣流曳力在喉管部分被逐漸加速。在液滴加速過程中,由于液滴與粒子之間慣性碰撞,實現(xiàn)微細塵粒的捕集3 碰撞捕集效率隨相對速度增加而增加,因此氣流入口速度必須較高 袋式除塵器除塵機理:1 含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋,在通過濾料的孔隙時,粉塵被捕集于濾料上2 沉積在濾料上的粉塵,可在機械振動的作用下從濾料表面脫落,落入灰斗中3 粉塵因截留、慣性碰撞、靜電和擴散等作用,在濾袋表面形成粉塵層,常稱為粉層初層,新鮮濾料 的除塵效率較低4 粉塵初層形成后,成為
24、袋式除塵器的主要過濾層,提高了除塵效率5 隨著粉塵在濾袋上積聚,濾袈兩側(cè)的壓力差增大,會把已附在濾料上的細小粉塵擠壓過去,使除塵 效率下降6 除塵器壓力過高,還會使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降,因此除塵器阻力達到一定數(shù)值后,要 及時清灰, 清灰不應(yīng)破壞粉塵初層常用的清灰方式有三種:機械振動式 、逆氣流清灰、脈沖噴吹清灰不同除塵器效率及能耗對比:除塵器壓力損失去除粒徑優(yōu)點缺點備注重力沉降室50-130Pa較大和較重的粒子50m結(jié)果簡單,投資少,壓力小,維修容易體積大,效率低高效除塵的預(yù)除塵慣性除塵器依類型一般100-1000Pa10-20m以上粗粒徑對于粒徑較大的粒子有較高除塵效率不適合小粒徑除
25、塵多用于多級除塵的第一級除塵旋風除塵器800-1500Pa5-30m除塵效率高,設(shè)計簡單,對象廣泛沒有找到什么缺點電除塵器200-500Pa0.5-1m細粒徑壓力損失小,處理煙氣量大,能耗低,可在高溫或強腐蝕性氣體下操作一次性投資大分離力是靜電力主要是振打清灰較小袋式除塵器1000-1500Pa0.5-1m細粒徑效率高,性能穩(wěn)定,操作簡單消耗濾料,壓力損失略大3種清灰方式:機械振打、逆氣流、脈沖噴吹第7章 、氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)雙膜理論: 針對氣體吸收傳質(zhì)過程,雙膜理論的基本論點如下: 1、 相互接觸的氣、液兩相流體間存在著穩(wěn)定的相界面,界面兩側(cè) 各有一個很薄的停滯膜,相界面兩側(cè)的傳質(zhì)阻力全
26、部集中于這 兩個停滯膜內(nèi),吸收質(zhì)以分子擴散方式通過此二膜層由氣相主 體進入液相主體;2、 在相界面處,氣、液兩相瞬間即可達到平衡,界面上沒有傳質(zhì) 阻力,溶質(zhì)在界面上兩相的的組成存在平衡關(guān)系,即所需的傳 質(zhì)推動力為零或氣、液兩相達到平衡。3、 在兩個停滯膜以外的氣、液兩相主體中,由于流體充分湍動, 不存在濃度梯度,物質(zhì)組成均勻。溶質(zhì)在每一相中的傳質(zhì)阻力 都集中在虛擬的停滯膜內(nèi)。氣液平衡:在一定壓力和溫度下,吸收過程傳質(zhì)速率等于解析過程傳質(zhì)速率的動態(tài)平衡。物理吸收:操作方式多為逆流。順流較少采用?;瘜W吸收較物理吸收有以下優(yōu)點:1. 溶質(zhì)進入溶劑后因化學反應(yīng)消耗掉,溶劑容納的溶質(zhì)量增多,使吸收推動力
27、增加。2. 液膜擴散阻力降低吸收系數(shù)增大,吸收速率提高。3. 填料表面的停滯層仍可能為有效濕表面亨利定律適用條件:1. 適用于常壓或低壓的稀溶液2. 吸收質(zhì)分子在氣相和液相中分子狀態(tài)相同3. 若溶解的氣體分子與溶液發(fā)生化學反應(yīng),則亨利定律只適用于溶液中未發(fā)生化學反應(yīng)的那部分吸收質(zhì)的濃度。此濃度取決于液相化學平衡。氣體吸附是用多孔固體吸附劑將氣相或液相混合物中的一種或多種組分被濃集于固體表面而與其他組分分 離的過程??煞譃槲锢砦胶突瘜W吸附物理吸附:由于分子間范得華力引起,可為多層吸附或單層吸附。特征:1、吸附質(zhì)與吸附劑不發(fā)生化學反應(yīng) 2、吸附過程極快,參與吸附各相間常瞬間達到平衡。 3、吸附為
28、放熱反應(yīng) 4、吸附劑和吸附質(zhì)之間的吸附力不強,改變溫度時吸附質(zhì)容易脫離,且不改變原來性質(zhì)。化學吸附是由吸附劑和吸附質(zhì)之間的化學鍵力引起。為單層吸附。吸附需要一定活化能。吸附力強。主要特征:1、吸附有很強選擇性 2、吸附速率慢,達到化學平衡要很長時間 3、高溫可提高吸附速率兩種吸附可同時存在:低溫發(fā)生物理吸附,高溫時發(fā)生化學吸附。吸附劑性質(zhì):1. 要具有巨大的內(nèi)表面積。2. 對不同氣體有選擇性吸附作用。3. 較高的機械強度、化學和熱穩(wěn)定性。4. 吸附容量大5. 來源廣泛,造價低廉。6. 良好的再生性能。常用工業(yè)吸附劑:活性炭、活性氧化鋁、硅膠、白土、沸石分子篩。吸附劑的再生:加熱再生、降壓或真空
29、解析、置換再生、溶劑萃取。氣體催化凈化:是指含有污染物的氣體通過催化劑床層的催化反應(yīng),使其中污染物轉(zhuǎn)化為無害或者以預(yù)處理與回收利用物質(zhì)的凈化方法。催化劑主要特征:降低反應(yīng)活化能,不影響反應(yīng)平衡,不改變自身性質(zhì),具有選擇性。催化劑由活性組分、助催化劑、載體組成?;钚越M分為催化劑主體,能單獨對化學反應(yīng)起催化作用??勺龃呋瘎﹩为毷褂弥呋瘎┍旧頍o活性,具有提高活性成分活性的作用。載體起承載活性組分作用,是催化劑具有合適的形狀和粒度,從而有更大的比表面積,增大時催化活性,減 少活性成分用量,并有傳熱、稀釋、增強機械強度的作用,延長催化劑使用壽命。催化劑穩(wěn)定性:包括熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性。中毒
30、是指反應(yīng)物中少量雜質(zhì)使催化劑活性迅速降低的現(xiàn)象。中毒的化學本質(zhì)是毒物比反應(yīng)物對活性組分具有更強的親和力。氣固催化過程:1 反應(yīng)物從氣相主體擴散到催化劑顆粒外表面(外擴散過程)2 反應(yīng)物由催化劑外表面向微孔內(nèi)擴散(內(nèi)擴散過程)3 在催化劑內(nèi)表面被吸附,反應(yīng)生成產(chǎn)物,產(chǎn)物脫附離開催化劑內(nèi)表面(化學動力學控制過程)4 產(chǎn)物從微孔向外表面擴散(內(nèi)擴散)5 產(chǎn)物從外表面進入氣象主體(外擴散)第8章 、硫氧化物的污染控制硫循環(huán)及硫排放1. 流化床燃燒技術(shù):氣流速度介于臨界速度和輸送速度之間,煤粒與脫硫劑保持流化狀態(tài)的燃燒技術(shù)燃燒特點:1) 流化床有利于燃料的充分燃燒2) 有利于氣固兩相接觸;強化了氣固兩相
31、的熱量質(zhì)量交換。3) 燃料停留時間長;4) 新煤<5%,蓄熱量大;5) 煤粒間的碰撞有利于更新燃燒表面。分類: 按流態(tài):鼓泡流化床和循環(huán)流化床 按運行壓力:常壓流化床和增壓流化床脫硫最佳溫度:800-8500C硫化燃燒床層溫度:850-9500C流化床脫硫的化學過程脫硫劑:石灰石(CaCO3)、白云石(CaCO3MgCO3)爐內(nèi)化學反應(yīng):流化床燃燒方式為脫硫提供了理想的環(huán)境,因此流化床燃燒方式脫硫效率一般較高影響因素(1)Ca/S(2)煅燒溫度(3)脫硫劑顆粒尺寸及空隙結(jié)構(gòu)(4)脫硫劑的種類高濃度尾氣的硫回收:冶煉廠、硫酸廠和造紙廠等工業(yè),SO2濃度通常240,濃度在4%時收支平衡?;瘜W
32、反應(yīng)式:反應(yīng)1為放熱反應(yīng),溫度低時轉(zhuǎn)化率高.因此工業(yè)上為達到較高的轉(zhuǎn)化率,通常采用多段催化劑床層。并采用段間冷卻的方法提高二氧化硫轉(zhuǎn)化率。工業(yè)上一般采用多層催化床層低濃度二氧化硫的回收:加入己二酸的石灰石法:1、己二酸抑制氣液界面上SO2溶解造成的pH值降低,加速液相傳質(zhì) 2、己二酸鈣的存在增加了液相與SO2的反應(yīng)能力 3、降低鈣硫比電子束輻射法、主要特點:過程為干法,不產(chǎn)生廢水廢渣。能同時脫硫脫硝,可達到90%以上的脫硫率和80%以上的脫硝率。系統(tǒng)簡單,操作簡便,過程易于控制;對于不同含硫量的煙氣和煙氣量的變化有較好的的適應(yīng)性和負荷跟蹤性;副產(chǎn)品為硫銨硝銨的混合物,可用做化肥。反應(yīng)原理:在反
33、應(yīng)器內(nèi),煙氣受高能電子束照射生成大量離子、電子、自由基、原子等活性物質(zhì),將煙氣中二氧化硫和氮氧化物氧化然后與水蒸氣生成硝酸和硫酸,然后與注入的氨氣反應(yīng)生成硫銨和硝銨。最后用電除塵器捕集。第9章 、固定源氮氧化物污染控制大氣中氮氧化物的主要來源為兩方面。一方面為自然界中的固氮菌和雷電等自然現(xiàn)象所產(chǎn)生。另一方面為人類生產(chǎn)活動產(chǎn)生,大約為自然界1/10.燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物分為三類:染料型氮氧化物、熱力型氮氧化物、瞬時性氮氧化物。熱力型氮氧化物的控制技術(shù):1、 傳統(tǒng)的低氮氧化物燃燒技術(shù)1 底空氣過剩系數(shù)運行技術(shù):不僅降低氮氧化物排放量,還提高鍋爐熱效率。2 降低助燃空氣預(yù)熱溫度:降低預(yù)熱空氣溫度可降低火焰區(qū)溫度峰值減少熱力型氮的產(chǎn)生。3 煙氣循環(huán)燃燒:是采用燃燒的部分煙氣冷卻后,再循環(huán)送回燃燒區(qū),起到降低氧濃度和燃燒區(qū)溫度的作用,從而降低熱力型氮的生成。循環(huán)率一般在25%-40%為宜。4 兩段燃燒技術(shù):利用較低空氣過剩系數(shù)有利于控制氮氧化物的生成的原理。第一段燃燒氧氣不足,燃燒溫度較低。第二段空氣過剩將第一段產(chǎn)生的還原性氣體燃燒,溫度任然很低。2、 先進的低氮氧化物燃燒器技術(shù)1 爐膛內(nèi)整體空氣分級的低氮氧化物直流燃燒器。要求:合理的確定燃盡風噴口和最上層煤粉噴口的距離。燃盡風量要適當。燃盡風應(yīng)當有足夠的流速
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