通風(fēng)排氣中的有害氣體凈化

通風(fēng)排氣中的有害氣體凈化第一頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第二節(jié)吸收法基本理論

-基本概念物理吸收：溶解化學(xué)吸收：有化學(xué)反應(yīng)，效率高NH3+H2O=氨水吸收質(zhì)：被吸收的氣體。氨，變量惰氣：不被吸收的氣體。空氣，不變量吸收劑：用于吸收的液體。水，不變量第二頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四濃度摩爾分?jǐn)?shù):xa=組分摩爾數(shù)/總摩爾數(shù)=na/na+nbn=G/M,kmol=kg/分子量比摩爾分?jǐn)?shù):Xa=氣（液）體中組分摩爾數(shù)/惰氣（吸收劑）摩爾數(shù)=na/nbXa=xa/(1-xa)吸收過程中：液體中組分Xa氣體中組分Ya第三頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四其他濃度容積濃度：百萬分之一1ppm，多用于氣體質(zhì)量濃度：mg/m3例：標(biāo)態(tài)下氯Cl2的濃度為171g/m3每m3混合空氣中Cl2的體積：V=171*10-3*22.4/71第四頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四氣液平衡過程物理吸收：氣相=吸收質(zhì)+惰氣→氣相中吸收質(zhì)濃度y液相=吸收質(zhì)+吸收劑→液相中吸收質(zhì)濃度x溶解與解吸：吸收速度；解吸速度氣液平衡（相平衡）：吸收速度=解吸速度平衡由吸收質(zhì)濃度x,y決定x吸收解吸y第五頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四氣液平衡定律亨利定律：P*=ExP*：平衡分壓力;KPa或atm,由E的單位決定x：液相濃度，摩爾分?jǐn)?shù);E:亨利常數(shù),KPa或atm；E大，P*大，難吸收溫度高，E大第六頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四分壓力與相平衡亨利定律：P*=Ex分壓力與相平衡氣相中吸收質(zhì)分壓力P>P*，吸收；

P<P*，解吸；

P=P*，平衡；平衡分壓力P*與液相濃度x對(duì)應(yīng)氣相分壓力（濃度）與液相平衡濃度(溶解度)x*對(duì)應(yīng)溶解度：與氣液性質(zhì)，溫度，分壓力有關(guān)。xP*P對(duì)應(yīng)x*對(duì)應(yīng)第七頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四分壓力與相平衡(X)氣相中吸收質(zhì)濃度可以用分壓力表示氣體分壓力定律：氣體分壓力P=氣體總壓力Pz*摩爾分?jǐn)?shù)y亨利定律：P*=Ex分壓力與相平衡氣相中吸收質(zhì)分壓力P>P*，吸收；

P<P*，解吸；

P=P*，平衡；平衡分壓力P*與液相濃度x對(duì)應(yīng)氣相分壓力（濃度）與液相平衡濃度(溶解度)x*對(duì)應(yīng)溶解度：與氣液性質(zhì)，溫度，分壓力有關(guān)。xP*P對(duì)應(yīng)x*對(duì)應(yīng)第八頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第九頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四氣液平衡定律其他表示亨利定律：P*=Ex溶解度：P*=C/HC:液相中的氣體溶解度,kmol/m3H：溶解度系數(shù)摩爾分?jǐn)?shù)：y*=E/Pz*x=m*xP=氣體總壓力Pz*摩爾分?jǐn)?shù)yE，Pz的單位相同，當(dāng)E單位atm,Pz=1atm,m=Em:相平衡系數(shù)比摩爾分?jǐn)?shù)：Y*=m*X（當(dāng)X很小時(shí)）第十頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四氣液平衡線平衡線Y*=m*XYA→XA*；（或溶解度）

XA→YA*；（或氣相平衡分壓力）吸收推動(dòng)力⊿Y=Y-Y*第十一頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第三節(jié)吸收機(jī)理吸收機(jī)理理論雙膜理論:應(yīng)用最廣滲透模型表面更新模型其它模型第十二頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第三節(jié)吸收機(jī)理雙膜理論一面兩膜兩主體：相界面+氣（液）膜+氣（液）相主體氣（液）相主體：紊流；濃度均勻，無傳質(zhì)阻力第十三頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四雙膜理論氣（液）膜：層流；濃度梯度；是主要的傳質(zhì)阻力相界面：氣液相總是平衡，界面平衡；界面平衡≠氣液主體平衡第十四頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四吸收速率方程吸收速率GA

：?jiǎn)挝粫r(shí)間吸收量，kmol/s通過氣膜量計(jì)算：GA=kg(YA-Yi*)F通過液膜量計(jì)算：GA=kl(Xi*-XA)F氣相總吸收系數(shù)；吸收速率方程；GA=Kg(YA-YA*)F液相總吸收系數(shù)；吸收速率方程:GA=Kl(XA*-XA)F第十五頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四傳質(zhì)阻力傳質(zhì)阻力－吸收系數(shù)的倒數(shù)傳質(zhì)總阻力＝氣相傳質(zhì)阻力＋液相傳質(zhì)阻力例：第十六頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四強(qiáng)化吸收方法氣膜控制：增加氣流速度和氣流擾動(dòng)液膜控制：增加液體流量和液體擾動(dòng)總之：增加氣液接觸面積增加氣液速度增加供液量第十七頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第四節(jié)吸收設(shè)備吸收設(shè)備基本要求：氣液接觸面積大氣液接觸時(shí)間長氣液擾動(dòng)強(qiáng)氣液逆流噴淋塔氣液接觸面積小效率低可同時(shí)除塵第十八頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四填料塔增加氣液接觸面積F第十九頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四湍球塔輕質(zhì)小球氣液固三相流小球運(yùn)動(dòng)，刷新液膜第二十頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四篩板塔氣液垂直交叉流第二十一頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第五節(jié)物料平衡和操作線方程物料平衡：氣相減少量等于液相增加量傳質(zhì)微分方程:dG=VdY=LdXkmol/sV，惰氣kmol/sL：吸收劑kmol/sX：kmol吸收質(zhì)/kmol吸收劑Y：kmol吸收質(zhì)/kmol惰氣操作線方程：V（Y1-Y2）=L（X1-X2）第二十二頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四操作線與平衡線操作線V（Y1-Y2）=L（X1-X2）表示沿塔各個(gè)截面的氣液濃度吸收推動(dòng)力：⊿Y=Y-Y*；沿塔變化第二十三頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四液氣比液氣比L/V=（Y1-Y2）/（X1-X2）X：kmol吸收質(zhì)/kmol吸收劑Y：kmol吸收質(zhì)/kmol惰氣氣液比：處理1kmol惰氣所用吸收劑量第二十四頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第六節(jié)吸收設(shè)備計(jì)算吸收劑用量計(jì)算：2點(diǎn)：出口氣相濃度Y2；入口液相濃度X2；不變;1點(diǎn)：入口氣相濃度Y1；不變1點(diǎn)：出口液相濃度X1隨供液量而變化因L/V=（Y1-Y2）/（X1-X2）最小供液量：點(diǎn)1‘(L/V)min=（Y1-Y2）/（X1’*-X2）最佳供液量：1.2~2(L/V)min第二十五頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四吸收推動(dòng)力⊿Y=Y-Y*；沿塔變化對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力算數(shù)平均推動(dòng)力吸收塔的吸收速度：G=FKg⊿YPkmol/s吸收設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算:計(jì)算吸收劑用量計(jì)算吸收塔氣液接觸面積F:根據(jù)需要的吸收速度第二十六頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四吸收劑選擇要求：溶解性好，無毒等；物理吸收：溶解度大化學(xué)吸收：常用中和反應(yīng)；酸性氣體（CO,NO,SO）用堿性液體常用吸收劑水堿性液體其它：第二十七頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第八節(jié)吸附法吸附原理：物理吸附化學(xué)吸附物理吸附化學(xué)吸附1.吸附力－范德華力；2.不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；3.過程快，瞬間達(dá)到平衡；4.放熱反應(yīng)；5.吸附可逆；1.吸附力－化學(xué)鍵力；2.發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；3.過程慢；4.升高溫度有助于提高速率；5.吸附不可逆；第二十八頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四動(dòng)活性靜活性：平衡吸附量一定溫度，壓力下處于飽和狀態(tài)的吸附劑所吸附的氣體量穿透吸附波動(dòng)活性<靜活性速度影響動(dòng)活性速度小，波陡，動(dòng)活性大速度分布不均，動(dòng)活性小第二十九頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四吸附劑吸附劑需具備的特性內(nèi)表面積大具有選擇性吸附作用高機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)和熱穩(wěn)定性吸附容量大來源廣泛，造價(jià)低廉良好的再生性能第三十頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四常用吸附劑特性吸附劑類型活性炭活性氧化鋁硅膠沸石分子篩4A5A13x堆積密度(kg/m3)200-600750-1000800800800800熱容(KJ/Kg·K)0.836-1.2540.836-1.0450.920.7940.794——操作溫度上限

（K）423773673873873873平均孔徑

（?）15-2518-48224513再生溫度

（K）373-413473-523393-423473-573473-573473-573比表面積（㎡/g）600-1600210-360600——————第三十一頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第七章自然通風(fēng)第三十二頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四自然通風(fēng)基本原理基本原理：只要建筑開口兩側(cè)存在壓力差P，就會(huì)有空氣流過開口。流過的風(fēng)速為：熱壓：溫差引起的空氣密度差導(dǎo)致建筑開口內(nèi)外的壓差。風(fēng)壓：室外氣流繞流引起建筑周圍壓力分布的不同形成開口處的壓差。第三十三頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四熱壓通風(fēng)hwnba熱壓：如b關(guān)閉，a打開，a的壓差：⊿Pb-a=gh(ρw-ρn)如a關(guān)閉，b打開,同樣A,b打開第三十四頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四余壓余壓：室內(nèi)與室外同標(biāo)高處的壓差中和面：余壓=0a余壓：⊿Pa=-

gh1(ρw-ρn)Pn=gh1ρnPw=gh1ρwb：⊿Pb=gh2(ρw-ρn)第三十五頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)第三十六頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四風(fēng)壓空氣動(dòng)力陰影區(qū)：演示排風(fēng)口應(yīng)在空氣動(dòng)力陰影區(qū)外建筑物風(fēng)壓：Pf=Kvw2/2ρw空氣動(dòng)力系數(shù)K第三十七頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)Pf往往采用CFD或風(fēng)洞模型實(shí)驗(yàn)的方法求取K值。風(fēng)壓系數(shù)第三十八頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四風(fēng)洞模型實(shí)驗(yàn)第三十九頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四風(fēng)洞模型實(shí)驗(yàn)第四十頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第四十一頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四CFD第四十二頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四風(fēng)壓和熱壓的聯(lián)合作用第四十三頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四熱壓自然通風(fēng)計(jì)算風(fēng)壓不穩(wěn)定城市靜風(fēng)頻率超過50%任意風(fēng)向頻率不超過25%主導(dǎo)風(fēng)向頻率15%~20%現(xiàn)行自然通風(fēng)計(jì)算中不計(jì)算風(fēng)壓第四十四頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四熱壓自然通風(fēng)計(jì)算計(jì)算所需全面換氣量確定窗孔位置，分配各窗孔進(jìn)風(fēng)量計(jì)算各窗孔內(nèi)外壓差和面積（假定中和面位置）中和面位置與進(jìn)排風(fēng)面積：(Fa/Fb)

2=hb/h1aa:進(jìn)風(fēng);b:排風(fēng)第四十五頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四熱車間排風(fēng)溫度計(jì)算排風(fēng)溫度確定方法：根據(jù)排風(fēng)溫度與室外通風(fēng)計(jì)算溫度差的允許值確定<10~12根據(jù)溫度梯度法計(jì)算tp=tn+a(h-2)根據(jù)有效熱量系數(shù)計(jì)算tp=tw+(tn-tw)/m第四十六頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四有效熱量系數(shù)有效熱量系數(shù)m:直接散發(fā)到工作區(qū)的熱量比第四十七頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第四十八頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第四十九頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四熱車間自然通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第五十頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第五十一頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第五十二頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四第八章通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)第一節(jié)風(fēng)壓，風(fēng)速，風(fēng)量測(cè)定步驟：測(cè)定斷面選擇，測(cè)點(diǎn)布置，壓力測(cè)定計(jì)算風(fēng)速

第五十三頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四測(cè)定斷面選擇選氣流均勻處，避免渦流影響第五十四頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四測(cè)點(diǎn)布置管道截面，氣流速度分布不均勻，壓力不均勻；截面上多點(diǎn)測(cè)量，取平均值第五十五頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四風(fēng)速測(cè)定直接式：熱球式熱電風(fēng)速儀間接式：動(dòng)壓計(jì)算風(fēng)速平均動(dòng)壓計(jì)算平均風(fēng)速第五十六頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期四壓力測(cè)定測(cè)壓管＋微壓計(jì)（或U形管）測(cè)