环境工程设备-废气净化设备

设计参数
填料塔空塔速度：0.3~0.5m/s 压力损失（P）：0.15~0.6Pa/m 液气比： 0.5~2.0kg/kg气体 (1m3=1.25kg)
板式塔
设备结构及分类
鼓泡吸收塔—直接将废气鼓入至吸收液中 泡罩塔—在塔板上设有泡罩（直径：80~150mm） 浮阀塔—塔板上排列阀孔，孔上装阀片（P286图13-10） 筛板塔—塔板上为筛孔（3~8mm） 文丘里吸收器—类似于文丘里除尘器
2. 吸附设备
Adsorption
Adsorption is the capture and retention of a component (adsorbate) from the gas phase by the total surface, both internal and external, of the adsorbing solid (adsorbent). Adsorption can be classified into physical adsorption and chemical adsorption. Physical adsorption depends on the attractive (capturing) forces, which are of the Van Der Waal’s type, and the adsorption heat is about 21 to 42 kJ/mol (kilo- joule per mol). Chemical adsorption depends on the function of chemical bond and the adsorption heat is about 42 to 420 kJ/mol. The mechanism of adsorption involves percolation of a gas through a solid bed in a semi-continuous, diffusion-limited and surface area-dependent process. It has many similarities to deep bed filtration except that the contaminant is captured primarily on the upstream surface.
吸收设备的要求与型式
选择吸收设备的原则是气—液之间有一定的接触时间，强烈搅拌， 压力损失小，操作稳定，吸收设备可分类为：(见教材P278表13-1) 具有固定相界面的吸收设备 在气—液两相流动过程中形成相界面的吸收设备 有外部能量引入的吸收设备
喷淋吸收塔
设备结构
喷淋吸收塔设备构造比较简单，在上部设置喷头 将吸收液喷出与气体接触，因此设备的压力损失 小。
4. 燃烧法净化
净化原理
通过高温燃烧，使气体中的 有害物转变为无害物。
净化设备
离焰燃烧炉 配焰燃烧炉
5. 排烟脱硝
氮氧化物吸收塔 碱—亚硫酸铵吸收 硫代硫酸钠吸收 氨—碱溶液吸收 稀硝酸吸收 分子筛吸附 活性碳吸附 非选择性还原工艺 选择性还原净化工艺
辅助设备
• 吸附剂分配板 • 吸附剂加料装置 • 吸附剂卸料装置
3. 催化反应器
催化转化
利用催化剂的催化作用，将气体污染物转化为无害的化合物，或 转化成比原来状态易除去的物质。 如冶金烟气制酸，尾气中硫以SO2存在难吸收，要求首先转化为 SO3，通常SO2很难被氧化为SO3，可采用V2O5作催化剂，降低其 氧化反应的活化能。通过制酸回收硫，使烟气得到净化。
工作原理
喷淋吸收塔操作时，气体从塔底进入，吸收液从 上部喷出与气体接触，将气体中的有害物分离。 为加强气、液接触在吸收塔中装入填料。
填料塔
设备结构
填料塔设备结构见图，也可设置为多层的形式的填 料吸收塔。
工作原理
吸收液自上而下喷淋，经填料层增大气—液接触面 积，气体自下而上运动，穿过填料层与吸收液充分 接触使污染物进入液相，净化后的气体从上部排出。
筛板塔设计
• 板上液流型式 单流型—从板的一侧达到另一侧 回流型—液体在受液盘上绕一圈（U）至下一层塔板 双流型—液体在板上分为两份，各自流过半面塔板 • 塔板距 小塔(D<1.5m)300、450mm；大塔(D>1.5m)500、600、800mm • 筛板塔尺寸数据 见教材P288表13-4
催化剂
必须具有良好的活性和选择性、足够的机械强度和良好的化学稳 定性。催化剂有一定的使用寿命，即用一段时间后就会老化逐渐 失去活性，某些杂质会使催化剂中毒，如As会使V2O5中毒。 催化剂可有不同形状，常用催化剂见教材P290表13-6。
催化反应器
常用的催化转化设备有：管式固定床反应器，列管式固定床反应 器，径向固定床反应器，单段绝热反应器，大型多段绝热反应器。
第十三章 废气净化设备
气态污染物是在气相中以分子或蒸汽状态存在 的有害物质，它们属于均相混合物，如SO2、 F、Cl2、HCl、NOX、Hg、有机物等。 如果这些有害物不经处理直接排入大气，将破 坏生态系统对环境造成严重污染。
废气净化有吸收和吸附，吸收设备分为非循环 过程气体吸收和循环过程气体吸收；吸附设备 主要有移动床和流化床。
6. 烟气脱硫
加热再生法（加热再生法）
亚硫酸钠法（亚硫酸钠法） 氨酸法（氨酸法）
开米柯文式管洗涤器（开米柯文式管洗涤器）
氧化镁浆液吸收法（氧化镁浆液吸收法）
液相催化氧化法（液相催化氧化法）
石灰石直接喷射法（石灰石直接喷射法） 石灰石膏法（石灰石膏法）
常用的吸附设备
主设备
• 圆形卧式吸附器：设备机构简单，加工制作方便。 • 固定床吸附器：吸附剂固定不动，气流通过时将 其中的有害物吸附，半连续回收有机溶剂固定床。 • 移动床吸附器：吸附剂随气流一同运动。Mobil Bed • 流动床吸附器：吸附剂在床内达流化状态，形成 连续式流化床吸附流程。
吸附设备
Adsorption
For effectiveness of adsorption, it depends upon selectivity and high capture efficiency which usually requires a significant mass transfer gradient from the gas phase to the surface. Capillary condensation can contribute to adsorbate capture, but usually in a minor way. In some adsorbents, unshared electron pairs in surface oxygen atoms aid hydrogen bonding. Surface imperfections in crystal structure also promote capture and aid in retention of adsorbate. There is a quantity limitation for adsorbent. That means it will be saturated after operating for a certain period of time. Regeneration of adsorbent is required. It is to change the condition so that adsorbate can be desorbed. In this way, the adsorbent can be used again.

1. 吸收设备
利用液体吸收剂，如H2O、NaOH、Ca(OH)2等通过溶解或化学反 应选择性地吸收混合气体中的有害物，将有害物与气体分离。
吸收剂的选择
• • • • 吸收剂必须能溶解或与被净化的污染物起化学反应； 吸收剂价格便宜，来源广泛； 吸收剂与污染物反应的产物应能进一步利用。 常用的吸收剂：HCl、F能强烈溶于H2O，可用H2O吸收；Cl2浓度 低时可用H2O吸收，当浓度高时应采用NaOH液吸收；SO2可采用 NaOH或Ca(OH)2吸收。