理學lili大氣污染控制工程學習教案

1、會計學1理學理學(lxu)lili大氣污染控制工程大氣污染控制工程第一頁，共129頁。第1頁/共129頁第二頁，共129頁。2. 亨利亨利(hngl)定定律律第2頁/共129頁第三頁，共129頁。第3頁/共129頁第四頁，共129頁。n aA（液）（液） + bB mM + nN物理(wl)平衡化學平衡(huxupnghng)第4頁/共129頁第五頁，共129頁。耗。耗。第5頁/共129頁第六頁，共129頁。n故n CA=（1+KB）HAPA*第6頁/共129頁第七頁，共129頁。第7頁/共129頁第八頁，共129頁。 =HAPA*+（KHAPA*） 0.5第8頁/共129頁第九頁，共129頁

2、。第9頁/共129頁第十頁，共129頁。321212322/01187. 005. 063. 1mkmolSOKSOKSOHSOSOCSO第10頁/共129頁第十一頁，共129頁。CA=A+CB0 x，第11頁/共129頁第十二頁，共129頁。第12頁/共129頁第十三頁，共129頁。液相主體液相主體n（氣膜阻力）（無傳質阻力）（氣膜阻力）（無傳質阻力）（液膜阻力）（無擴散阻力）（液膜阻力）（無擴散阻力）n（3）傳質推動力：氣膜內傳質推）傳質推動力：氣膜內傳質推動力：動力：PAGPAi；液膜內傳質推；液膜內傳質推動力：動力：CAiCAL第13頁/共129頁第十四頁，共129頁。氣相主體氣膜液膜

3、界面?zhèn)髻|方向液相主體CA*PA*ZGZLPAGZAL雙膜理論模型雙膜理論模型CAL第14頁/共129頁第十五頁，共129頁。1/KAL=1/kAL+HA/kAG, CA*=HAPAG注：有關參數(shù)的含義和單位見教材。注：有關參數(shù)的含義和單位見教材。吸收吸收(xshu)過程速過程速率方程率方程第15頁/共129頁第十六頁，共129頁。AALAGHkk11AALAGHkk11第16頁/共129頁第十七頁，共129頁。第17頁/共129頁第十八頁，共129頁。AlgHkk11AlgGAHkkK111kPa)skmol/(m1073. 21074. 215 . 11094. 61111127-75All

4、AGHkkK第18頁/共129頁第十九頁，共129頁。第19頁/共129頁第二十頁，共129頁。與物理吸收過程與物理吸收過程(guchng)有何區(qū)別？有何區(qū)別？第20頁/共129頁第二十一頁，共129頁。動力學與擴散動力學與擴散(kusn)同時控制同時控制第21頁/共129頁第二十二頁，共129頁。AALAGAAGAHkkppN11*0zAALAdZdcDN第22頁/共129頁第二十三頁，共129頁。第23頁/共129頁第二十四頁，共129頁。第24頁/共129頁第二十五頁，共129頁。（1）CBLkx/m，則，則Ky= kx/m，即外擴散的阻力可忽略不計，即外擴散的阻力可忽略不計，吸附的阻力

5、以內吸附的阻力以內(y ni)擴散的阻力為主；反之，若擴散的阻力為主；反之，若ky kx/m，則，則Ky= ky，即內擴散的阻力可忽略不計，總擴散系，即內擴散的阻力可忽略不計，總擴散系數(shù)數(shù)Ky等于外擴散吸附分系數(shù)等于外擴散吸附分系數(shù)ky。第88頁/共129頁第八十九頁，共129頁。第89頁/共129頁第九十頁，共129頁。性第90頁/共129頁第九十一頁，共129頁。分子分子臨界直徑臨界直徑 （）分子分子臨界直徑臨界直徑 （）氦氦氫氫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氬氬甲烷甲烷乙烯乙烯環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷乙烷乙烷甲醇甲醇乙醇乙醇環(huán)丙烷環(huán)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)噻吩噻吩異丁烷異丁烷- -異二十二烷異二十二烷二氟二氯甲烷二氟二氯甲烷(CFC-12)-12)環(huán)乙烷環(huán)乙烷甲苯甲苯對二甲苯對二甲苯苯苯四氯化碳四氯化碳氯仿氯仿新戊烷新戊烷間二甲苯間二甲苯鄰二甲苯鄰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頁/共129頁第九十二頁

7、，共129頁。第92頁/共129頁第九十三頁，共129頁。第93頁/共129頁第九十四頁，共129頁。2、回轉(huzhun)吸附器3、流動、流動(lidng)床床吸附器吸附器第94頁/共129頁第九十五頁，共129頁。有機氣態(tài)有機氣態(tài)(qti)污染物固定床污染物固定床吸附工藝流程（一般吸附工藝吸附工藝流程（一般吸附工藝）變壓吸附變壓吸附(xf)工藝流程工藝流程1、2、凈化氣；、凈化氣； 3、蒸汽、蒸汽(zhn q) 4、固定床、固定床 5、廢氣、廢氣 6、冷凝器、冷凝器 7、分離器、分離器 8、吸附質、吸附質 9、冷凝水、冷凝水1、固定床、固定床 2、壓縮機、壓縮機 3、冷卻、冷卻器器 4、

8、分離器、分離器 5、產(chǎn)品氣柜、產(chǎn)品氣柜第95頁/共129頁第九十六頁，共129頁。附的吸附質，沿附的吸附質，沿床層不同床層不同(b tn)高度的變高度的變化曲線稱為負荷化曲線稱為負荷曲線。曲線。XeX 0z第96頁/共129頁第九十七頁，共129頁。第97頁/共129頁第九十八頁，共129頁。第98頁/共129頁第九十九頁，共129頁。（3）破點：出現(xiàn)穿透現(xiàn)象后，吸附波稍微向前）破點：出現(xiàn)穿透現(xiàn)象后，吸附波稍微向前移動一點移動一點(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質漏出來，該點稱為破點。質漏出來，該點稱為破點。（4）穿透時間（）穿透時間（b）：到達破點所需的時間

9、即）：到達破點所需的時間即為穿透時間。為穿透時間。（5）平衡時間（）平衡時間（e）：吸附波（）：吸附波（S形曲線的尾部形曲線的尾部）剛好到達吸附床層出口所需的時間就是平衡時）剛好到達吸附床層出口所需的時間就是平衡時間。間。第99頁/共129頁第一百頁，共129頁。2、穿透曲線、穿透曲線以流出物中吸附以流出物中吸附(xf)質濃度質濃度Y為縱坐標，為縱坐標，時間時間為橫坐標作圖，在時間為橫坐標作圖，在時間從從b e時時，在圖上會出現(xiàn)一個，在圖上會出現(xiàn)一個S形曲線，這條曲線稱形曲線，這條曲線稱為穿透曲線。為穿透曲線。第100頁/共129頁第一百零一頁，共129頁。第101頁/共129頁第一百零二頁，

10、共129頁。量之比。第102頁/共129頁第一百零三頁，共129頁。率成反相關n（5）吸附劑種類：種類不同吸附速率不同第103頁/共129頁第一百零四頁，共129頁。第104頁/共129頁第一百零五頁，共129頁。理想理想(lxing)穿透曲線穿透曲線第105頁/共129頁第一百零六頁，共129頁。aEaafZZ1第106頁/共129頁第一百零七頁，共129頁。ZfZZSa第107頁/共129頁第一百零八頁，共129頁。ogapysaogHZKGZN)(pysOGaKGH第108頁/共129頁第一百零九頁，共129頁。)1/(Szfza（5）吸附）吸附(xf)床層高度的計算式床層高度的計算式式

11、中：式中：f指傳質區(qū)內仍具有吸附指傳質區(qū)內仍具有吸附(xf)能力的面積的比例；能力的面積的比例；Za傳質區(qū)高度；傳質區(qū)高度；S飽和度飽和度第109頁/共129頁第一百一十頁，共129頁。第110頁/共129頁第一百一十一頁，共129頁。（2）穿透時間的計算）穿透時間的計算 式中：式中：b穿透時間，穿透時間， s ；m吸附劑的平衡靜吸附活度；吸附質吸附劑的平衡靜吸附活度；吸附質kg/吸附劑吸附劑m3； Z整個床層的高度，整個床層的高度， m ；氣速，氣速，m/s； c0氣流中吸附質的初始氣流中吸附質的初始(ch sh)濃度，濃度，kg/m3 K吸附層保護作用系數(shù)吸附層保護作用系數(shù)Kzzcmb0第

12、111頁/共129頁第一百一十二頁，共129頁。mbB)(mBZZK第112頁/共129頁第一百一十三頁，共129頁。床層高度Z(m)0.10.150.20.250.30.35透過時間B(min)109231310462550650試確定試確定(qudng)固定床吸附器的直徑、高度、吸附劑用量。固定床吸附器的直徑、高度、吸附劑用量。第113頁/共129頁第一百一十四頁，共129頁。044. 0,952143min95,min/214330mmmBBZKZ，KZZK。mK。，Z：、由希洛夫方程得截距直線的斜率由圖解得為縱坐標作圖如下為橫坐標以解第114頁/共129頁第一百一十五頁，共129頁。第

13、115頁/共129頁第一百一十六頁，共129頁。)/(72.851022021433300吸附劑吸附質故有又mkgCKaCaKmm第116頁/共129頁第一百一十七頁，共129頁。度即為固定床吸附器的高解得得時當故希洛夫方程為mmZZ，hZBB20. 116. 12400044. 02143min240040044. 02143第117頁/共129頁第一百一十八頁，共129頁。mQDDQ03. 114. 32060100046044602故又第118頁/共129頁第一百一十九頁，共129頁。kgaWbm97.41945072.8510240100010240100033所需吸附劑用量為注：實際

14、工程中，吸附不可能達到(d do)飽和，所以在填時要多裝一些。第119頁/共129頁第一百二十頁，共129頁。作的持續(xù)時間第120頁/共129頁第一百二十一頁，共129頁。)()(2112ccARRWB第121頁/共129頁第一百二十二頁，共129頁。10. 5 吸附劑再生吸附劑再生(zishng)方法方法吸附劑再生方法特 點熱再生使熱氣流與床層接觸直接加熱床層，吸附質可解吸釋放，吸附劑可恢復吸附性能降壓再生再生時壓力低于吸附操作時的壓力，或對床層抽真空，使吸附質解吸出來。通氣吹掃再生向再生設備中通入基本上無吸附性的吹掃氣，降低吸附質在氣相中的分壓，使其解吸出來置換脫附再生采用可吸附的吹掃氣，

15、置換床層中已被吸附的物質，適用于對溫度敏感的物質化學再生向床層中通入某種物質使吸附質發(fā)生化學反應，生成不易被吸附物質而解吸下來第122頁/共129頁第一百二十三頁，共129頁。10. 6 吸附凈化法的應用吸附凈化法的應用(yngyng)10.6.1 吸附法凈化吸附法凈化NOx1. 一般活性碳法一般活性碳法吸收吸收(xshu)：NOxCN2 CO2再生：再生：堿液再生堿液再生第123頁/共129頁第一百二十四頁，共129頁。2、COFZA法法第124頁/共129頁第一百二十五頁，共129頁。10.6.2 吸附吸附(xf)法凈化法凈化CxHy第125頁/共129頁第一百二十六頁，共129頁。10. 6. 3 吸附法凈化吸附法凈化SO2 物理吸附物理吸附1. 吸附吸附 化學吸附化學吸附2. 再生再生SO2SO2*O2 O2*H2O H2O*2SO2*+ O2* 2SO3*2SO3*+ 2H2O 2H2SO4*H2SO4*+n H2O H2SO4 n H2O *洗滌再生：洗滌再生： 產(chǎn)品稀硫酸產(chǎn)品稀硫酸 加熱再生：產(chǎn)品富集加熱再生：產(chǎn)品富集SO2 微波再生：產(chǎn)品高濃度微波再生：產(chǎn)品高濃度SO2或硫磺或硫磺第126頁/共129頁第一百二十七頁，共129頁。氣態(tài)污染物控制的方法氣態(tài)污染物控制的方法(fngf)總結總結氣態(tài)氣態(tài)(qti)污染物控制污染物控制