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大气污染控制工程第五章吸收法净化气态污染物第五章吸收法净化气态污染物第五章吸收法净化气态污染物第一节吸收平衡一、物理吸收平衡一、物理吸收平衡二、化学吸收平衡二、化学吸收平衡二、化学吸收平衡由亨利定律有:二、化学吸收平衡第二节吸收速率一、物理吸收速率一、物理吸收速率一、物理吸收速率一、物理吸收速率一、物理吸收速率一、物理吸收速率一、物理吸收速率二、化学吸收速率二、化学吸收速率二、化学吸收速率二、化学吸收速率二、化学吸收速率二、化学吸收速率二、化学吸收速率二、化学吸收速率二、化学吸收速率二、化学吸收速率吸收设备 吸收设备选择 吸收设备设计对吸收设备的要求: 气液有效接触面积大 气液湍流程度高 设备的压力降损失小 结构简单,易于操作和维修 投资及操作费用低吸收设备的分类35按气液分散形式可分为: ①气相分散、液体连续,如板式塔 ②液相分散、气相连续,如喷淋塔、填料塔 ③气液相同为分散相,如文丘里吸收器气-液反应器的形式1.填料床反应器 在填料床反应器中,一般气液逆流操作。混合气 体由塔底进入,自下而上穿过填料层,从塔顶排出;吸收剂由塔顶通过液体分布器均匀喷淋到填料层中,沿填料表面向下流动,直至从塔底排出塔外。它具有操作适应性好、结构简单、能耐腐蚀等优点,广泛用于带有化学反应的气体净化过程。填料对塔的性能影响很大。2.板式塔反应器 板式塔反应器中液体与气体分段逆流接触。 吸收液从塔顶进入,借重力流到下一块板,最后 从塔底排出。气体向上通过塔板中的各种孔眼, 然后鼓泡穿过液体,分离泡沫后到上面的另一塔 板,在这一过程中有害气体扩散至气液接触面进 入液相被除去。 二、吸收设备的选择几种主要形式化学吸收设备的特性及其适用范围部分吸收过程的膜控制情况三、吸收设备设计1.吸收剂用量 吸收剂用量取决于适宜的液气比,而适宜的液气比是由设备费和操作费两个因素决定的。工程中,一般取最小液气比的1.1~2.0倍,即:2.塔径计算 处理气量qV根据实际的工业过程而定,空 塔气速一般由填料塔的液泛速率确定。 通常取:=(0.60~0.75)。3.填料层高度计算 对于如下化学计量方程式进行的化学吸收过程: 积分上式,得任一截面处组分YA与XB的关系: 填料层高度H为:通常,气态污染物的浓度很低,化学吸附剂的浓度也不高,即pI≈p,cI≈cT,故将其带入上式得:吸收剂的选择 工艺流程设置中的其它问题 吸收剂的选择原则: 对污染有良好的吸收能力与选择性 在吸收污染物后形成的富液应成为副产品或无污染液体,或易处理和可再生利用的物质 吸收剂蒸气压要低,不易起泡,热化学稳定性好,黏度低,腐蚀性小 价廉易得常见气态污染物与适宜的吸收剂二、工艺流程设置中的其它问题2.烟气的预冷却 冷却烟气的方法有: (1)直接增湿冷却,即采用水直接喷入烟气管道中增湿降温 (2)用预洗涤塔(或预洗涤段)除尘增湿降温 烟温过高,不利于吸收操作过程;烟温过低,将带来热交换器面积、冷却负荷太大等问题。一般只将高温烟气冷却到333K左右较为适宜。3.结垢和堵塞 弄清结垢的机理、影响结垢和造成堵塞的因素,然后有针对性地从工艺设计、设备结构、操作控制等方面着手解决。 工艺操作上,控制溶液或料浆中水分的蒸发量,控制溶液pH,控制溶液中易于结晶物质不要过饱和,严格除尘,控制进入吸收系统的尘量。 设备结构上设计或选择不易结垢和堵塞的吸收器。4.除雾 在吸收塔内易存在生成“雾”的问题,雾不仅是水分,它还是一种溶有气态污染物的盐溶液。 任何漏到烟囱部分的雾,实际上就是把污染 物排入到大气,雾气中所含液滴的直径主要在 10~60μm之间,一般小于10μm的液滴不会产 生,因而工艺上要对吸收设备提出除雾的要求。二、工艺流程设置中的其它问题吸收法在烟气脱硫中的应用 吸收法净化含氮氧化物废气 吸收法净化含氟废气 一、吸收法在烟气脱硫中的应用反应原理:石灰(石灰石)-石膏法的工艺流程 烟气在冷却塔内用水洗涤降低温度并增湿,同时除去大部分的烟尘。冷却后的烟气进入两级串联的吸收塔用石灰浆液洗涤脱硫,然后经过除沫、升温由烟囱排放。吸收后的含亚硫酸钙和硫酸钙的混合浆液经过氧化,得到的石膏浆料经离心过滤和洗涤得成品石膏。石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程简图石灰石-石膏烟气脱硫系统烟气脱硫吸收塔类型 (a)喷雾塔;(b)填料塔;(c)气泡喷射反应器;(d)双回路塔烟气再加热: 烟气经过湿法FGD系统洗涤后,温度降至50~60℃,已低于露点,为了增加烟囱排 出烟气的扩散能力,减少可见烟团的出现, 许多国家规定了烟囱出口的最低排烟温度。 一、吸收法在烟气脱硫中的应用烟气中的SO2与海水接触主要发生以下反应: SO2(g)+H2OH2SO3H++HSO3- HSO3-H++SO32- SO32-+1/2O2SO42- H+与海水中的