第四章 净化气态污染物的方法
催化法净化气态污染物讲课文档
r vA A K Kss SS i fi(c CAA S) sc * A
Ks－反应速率常数
η －催化剂有效系数
Si－单位体积催化剂的内表面积,m2/m3 f－与浓度分布有关的函数
现在二十九页，总共五十页。
内外扩散的影响
外扩散控制
➢ 降低催化剂表面反应物浓度，从而降低反应速度 ➢ 表现因数：以浓度差为推动力的外扩散吸附系数KG ➢ 消除方法
➢ 外扩散的传质速率
vA KGSea(CAGCAS)
KG－扩散系数，m/h Se－单位体积催化剂的外表面积，m2/m3
φa－催化剂的有效表面系数；球形φa＝1
CAG－主气流中反应物A的浓度，mol/m3 CAS－催化剂外表面上A的浓度，mol/m3
现在二十八页，总共五十页。
催化反应动力学方程Fra bibliotek观动力学方程提高气速，以增强湍流程度，减小边界层厚度 气速提高到一定程度，转化率趋于定值，外扩散影
响消除－下限流速
2）冶金或电力行业中SO2浓度较低，不能直接制酸，采用湿式
活性炭吸附尾气中二氧化硫，吸附增加浓度的同时，当有水蒸 气和氧气存在的情况下，催化氧化为硫酸
S2 O 12O 2现H 在二2十O 页， 总共五H 十页2 。S4 O
2.催化还原法
催化剂的作用下，利用还原剂（CH4/NH3/H2）将气体中的
化。
➢ 工业尾另气一和特点烟有是较气对高去不的同除去浓除S度O率的2。和污染N物O均x
➢ 有机挥发性气体VOCs和臭气的催化燃烧净化
➢ 汽车尾气的催化净化
现在二页，总共五十页。
一、催化作用和催化剂
1。催化作用 能加速化学反应趋向平衡而在反应前后其化学组成和数量
第四章 净化气态污染物的方法
第四章 净化气态污染物的方法我们都知道，大气污染物分类为气态污染物和颗粒状污染物，本章是针对于气态污染物的处理方法进行学习。
工程上净化气态污染物的方法主要有以下几种：利用溶液的溶解作用所组成的气体吸收净化；利用固体表面吸附作用的吸附净化；利用某些催化剂的催化转化；有机物的高温焚烧等方法。
§1 吸收法净化气态污染物吸收法净化气态污染物是利用气体混合物中各种成分在吸收剂中的溶解度不同，或者与吸收剂中的组分发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的操作过程。
吸收分为物理吸收和化学吸收两大类。
吸收过程无明显的化学反应时为物理吸收，如用水吸收氯化氢。
用水吸收二氧化碳的感。
吸收过程中伴有明显化学反应时为化学吸收，如用碱液吸收难以达到排放标准，因此大多数采用化学吸收。
吸收法不但能消除气态污染物对大气的污染，而且开可以使其还可以使其转化为有用的产品。
并且还有捕集效率高、设备简单、一次性投资低等优点，因此，广泛用于气态污染物的处理。
如处理含有SO 2、H 2S 、HF 和NO x 等废气的污染物。
一、吸收平衡理论物理吸收时，常用亨利定律来描述气液两相间的平衡，即i i i x E p =* 式中*i p ——i 组分在气相中的平衡分压，Pa ；i x ——i 组分在液相中的浓度，mol%；i E ——i 组分的亨利系数，Pa 。
若溶液中的吸收质（被吸收组分）的含量i c 以千摩尔/米3表示，亨利定律可表示为： i i i H c p =*或i i i p H c =i H ——i 气体在溶液中的溶解度，kmol/m 3·Pa 。
亨利定律适用于常压或低压下的溶液中，且溶质在气相及液相中的分子状态相同。
如被溶解的气体在溶液中发生某种变化（化学反应、离解、聚合等），此定律只适用于溶液中未发生化学变化的那部分溶质的分子浓度，而该项浓度决定于液相化学反应条件。
二、双膜理论吸收是气相组分向液向转移的过程，由于涉及气液两相间的传质，因此这种转移过程十分复杂，现已提出了一些简化模型及理论描述，其中最常用的是双膜理论，它不仅用于物理吸收，也适用于气液相反应。
吸收法净化气态污染物
吸收法净化气态污染物随着工业化和城市化的加速发展，气态污染物对于我们的生活环境带来了越来越严重的威胁。
气态污染物主要包括二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等，它们对大气的质量产生了极大的影响。
为了净化空气中的气态污染物，一种常用的方法是通过吸收法进行处理。
吸收法是利用溶剂或吸附剂将气态污染物吸收到液体或固体中，从而达到净化的目的。
为了高效地净化气态污染物，我们需要选择合适的吸收剂，设计合理的吸收装置。
常见的吸收剂有水、乙醇、酸碱溶液等，而吸收装置则包括填充塔、膜分离装置等。
对于二氧化硫这类酸性气体，常用的吸收剂是碱性溶液，如氢氧化钠溶液。
氢氧化钠可与二氧化硫发生化学反应，生成硫酸钠溶液，从而从空气中净化出二氧化硫。
相似地，对于氮氧化物，我们可以选择氢氧化钠或氨水作为吸收剂，以碱性环境将氮氧化物吸收掉。
而对于挥发性有机物，我们可以选择活性炭等吸附剂，通过吸附作用将有机物吸附到其表面，达到净化的效果。
吸收法的工作原理是利用吸收剂的化学特性或物理特性与污染物发生作用，使其从气体相转变为液体相或固体相。
通过吸收法净化气态污染物，具有高效、安全、经济等优点。
吸收后的污染物可以进行合理的处理，如经过处理后的污染物可以作为原料进行再利用，从而实现资源的循环利用。
在实践中，吸收法净化气态污染物有很多应用。
其中，最典型的应用是烟气脱硫。
许多工业生产过程中，会产生大量的含硫烟气，这些烟气中的二氧化硫会对大气造成严重的污染。
通过吸收法，可以将二氧化硫吸收到碱性溶液中，从而净化烟气中的二氧化硫。
目前，烟气脱硫已成为工业界的主要技术之一。
此外，吸收法还可以用于处理工业废气、净化室内空气等。
工业废气中往往会含有各种有机物、酸性气体等，通过吸收法可以将这些污染物吸收掉，净化废气。
在室内环境中，常常会有甲醛、苯等有害气体释放，通过吸收法可以将这些有害气体吸收掉，保护人们的健康。
然而，吸收法也存在一些问题和挑战。
首先，吸收剂选择不当或吸收剂的成本过高会导致吸收法的成本增加。
净 化 气 态 污 染 物 方 法
5.1 净化气态污染物方法控制SO2 、NO x 碳氢化合物、氟化物等气态污染物的排放，主要的途径是净化工艺尾气。
目前常用的方法有吸收法、吸附法、催化法、燃烧法、冷凝法等。
5.1.1吸收法5.1.1.1吸收法的基本原理（1）吸收的概念利用吸收剂将混合气体中的一种或多种组分有选择地吸收分离过程称作吸收（absorption）。
具有吸收作用的物质称为吸收剂（absorbent），被吸收的组分称为吸收质（absorbate）。
吸收操作得到的液体称为吸收液或溶液，剩余的气体称为吸收尾气根据吸收过程中发生化学反应与否，将吸收分为物理吸收和化学吸收。
物理吸收（physical absorption）是指在吸收过程中不发生明显的化学反应，单纯是被吸收组分溶于液体的过程，如用水吸收HCl气体。
化学吸收（chemical adsorption）是指吸收过程中发生明显化学反应，如用氢氧化钠溶液吸收SO2，用酸性溶液吸收NH3等气体。
吸收法净化气态污染物就是利用混合气体中各成分在吸收剂中的溶解度不同，或与吸收剂中的组分发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来。
由于化学反应增大了吸收的传质系数和吸收推动力，加大了吸收速率，因此对于废气流量大、成分比较复杂、吸收组分浓度低的废气，大多采用化学吸收。
吸收法是分离、净化气体混合物最重要的方法之一，被广泛用于净化含SO2、NO x、HF、HCL等废气。
（2）吸收平衡假定某一个容器中盛有液体（图5-1），在液体上面有一定的气体空间，液体中溶解某种气体，达到平衡状态时，同一时间里溶解于液体中的气体分子数等于从液体中解脱出来的气体分子数。
气体组分能溶于吸收剂中是吸收操作的必要条件。
溶解于吸收剂中的气体量不仅与气体、液体本身性质有关，而且还与液体温度及气体的分压有关。
在一定温度下，气体的分压越大，溶解于吸收剂中的气体量就越多。
亨利定律表明了气体中某种组分的分压与液体中含有该组分的浓度之间的平衡关系，用公式表示为PA=HXA式中 PA 物质A在气相中的平衡分压，H 亨利常数；XA 物质A在液相中的摩尔分数。
催化法净化气态污染物
催化法净化气态污染物概述催化法是一种常用的净化气态污染物的方法，通过催化剂的作用，将污染物转化为无害的物质。
该方法在环保和工业领域得到广泛应用，具有高效、低成本和环保等优点。
催化法的原理催化法净化气态污染物的原理是利用催化剂对污染物进行氧化还原反应，将有害气态污染物转化为无害的气体或固体物质。
催化剂的选择和设计对反应效率和选择性有重要影响。
催化剂的分类•金属氧化物催化剂：如氧化铜、氧化锌等，常用于氧化反应。
•金属负载催化剂：将活性金属负载在载体上，如氧化铝、硅胶等。
•生物催化剂：利用微生物或酶类对污染物进行生物降解。
催化法的应用•汽车尾气处理：利用三元催化器将尾气中的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物转化为二氧化碳、氮气和水。
•工业废气处理：对含硫化氢、苯、甲醛等有机污染物的废气进行处理。
•燃煤废气净化：将燃煤产生的氮氧化物、二氧化硫等转化为无害气体。
催化法的优势•高效：催化反应速度快，能够高效转化污染物。
•环保：采用催化法净化气态污染物，可降低排放的有害物质，保护环境。
•经济：与其他净化方法相比，催化法成本较低，易于操作和维护。
催化法的挑战•催化剂失活：催化剂在长期使用中可能受到中毒、烧结等影响而失活，需要定期更换或再生。
•反应选择性：催化剂的选择和设计会影响反应的选择性，需要在优化设计中克服这一挑战。
•温度和压力控制：部分催化反应需要特定的温度和压力条件才能高效进行。
结论催化法净化气态污染物是一种高效、环保且经济的方法，广泛应用于汽车尾气处理、工业废气净化等领域。
在未来的研究中，应重点关注催化剂的设计和再生技术，以提高反应效率和选择性，实现更清洁的生产和排放。
气态的净化方法
气态的净化方法
气态的净化方法主要包括以下几种：
1. 空气过滤：使用空气过滤器可以有效去除气体中的悬浮颗粒、粉尘和细菌等微小污染物，改善室内空气质量。
2. 吸附剂：通过使用吸附剂如活性炭、分子筛等材料，可以吸附空气中的有害气体，如二氧化硫、一氧化碳、甲醛等有机挥发物。
3. 光催化氧化：利用光催化剂如二氧化钛等材料，在紫外光照射下，可以将空气中的有机物质氧化为无害物质。
4. 冷凝法：通过冷凝技术将气体冷凝成液体或固体，实现气态污染物的分离和去除。
5. 电离和化学反应：通过电离装置产生负离子，吸附空气中的微粒污染物，或通过化学反应将有害气体转化为无害物质。
6. 生物净化：利用植物、菌类等生物来吸收或分解空气中的污染物，例如通过室内常见的绿植来吸收二氧化碳和甲醛。
7. 隔离与排放：对于无法直接净化的气体污染物，采取隔离措施，使用通风设备将有害气体排放到室外，减少室内的污染。
需要根据具体情况选择合适的净化方法，并结合多种方法进行综合净化，以达到较好的净化效果。
吸附法净化气态污染物
其中：M2(Ⅰ) ——一价金属； M2(Ⅱ) ——二价金属；
n——硅铝比； m——结晶水摩尔数。 特点:孔径均一、吸附容量大、吸附选择性强。
可净化：SO2 、NOX 等。
（5） 白土
分为：漂白土和酸性白土。
主要成分：硅铝酸盐。 用途：油类脱色、除臭。
三. 影响气体吸附的因素
1. 操作条件
（1） 温度 物理吸附，T￬有利； 化学吸附，T￪有利。 （2） 压力 P ￪，则PA￪，有利； P ￪ ，能耗￪； 一般常压操作
式中：dMA —— dt时间内吸附质从气相扩散至固体表面的 质量，kg/m3剂 ;
吸附速率 吸附层数
快 单分子层，多分子层
慢 单分子层或单原子层
二. 吸附剂 1. 对工业吸附剂的要求 ① 内表面积大; ② 具有较好的选择性;
③ 吸附容量大;
吸附容量 : 在一定温度和一定的吸附质浓度下 , 单位质量 或单位体积吸附剂所能吸附的最大吸附质质量. ④ 足够的机械强度、化学和热稳定性; ⑤ 来源广泛,造价低廉等.
固定温度T，则 XT ＝f（p）
2. 吸附等温线
→
等温吸附方程
描述一定温度下，被吸附剂吸附的物质的最大量（平衡吸
附量）与气相中吸附质平衡分压之间关系的曲线。
P279-280:图7-15、7-16。
NH3在活性炭上的吸附等温线
上图中：相对压力为：p/pv；p——气相中吸附质分压； pv ——一定温度下，吸附质的饱和蒸气压。
式中： V —— 吸附达平衡的气体吸附量,ml ； Vm —— 固体表面盖满单分子层所吸附的气体体积，ml； P —— 被吸附组分在气相中的平衡分压， Pa ； P0 —— 在吸附温度下该气体的饱和蒸汽压， Pa ； C —— 与吸附热有关的常数。
大气污染控制工程课件——4 气态污染物净化技术
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
9
3.设备、管道的结垢和堵塞
• 吸收净化过程产生一些固体物质，导致结垢和堵塞。
• 解决方法：
• 工艺操作上，控制水分蒸发量，控制溶液pH值，严
格控制进入吸收系统的粉尘量等；
• 设备选择上，选择不易结垢和堵塞的吸收器，减少吸
收器内部构件，增加其内部的光滑度；
• 操作上，提高流体的流动性和冲击性。
双膜理论示意图
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
5
• 气相主体流中的吸收质先以湍流扩散到气膜表面，
然后再以分子扩散流通过气膜到相界面，继而进
入液膜，吸收质仍以分子扩散方式通过液膜再进
入液相主体流中。
• 吸收质量传递的同时，相反的质量传递也存在，
达到动平衡状态为止。
• 吸收速率：气体吸收质在单位时间内通过单位相
行表面吸收。
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
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填 料 塔 结 构
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
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1）填料塔按气、液流向分类 • 逆向流、同向流、错流式。 • 逆向流填料塔优点：气液接触效果好； • 各截面推动力大，操作性能稳定； • 缺点：不适于处理含尘气流，填料层易堵塞。 2）填料 • 填料主要作用：气液接触提供条件。 • 要求具备特征：比表面积大、良好的润湿性； • 有较高的孔隙率（45％~95％）； • 填料尺寸适当，对气流阻力小； • 耐腐蚀、机械强度大、造价低、稳定性好。 • 工业用填料多用实体填料，如拉西环、鲍尔环、
较快，达到吸附平衡时间短； • 是放热反应，吸附热较小（液化热或汽化热）； • 吸附没有选择性，往往是多层的，具有可逆性； • 化学吸附特点： • 进行缓慢，达到平衡时间长； • 吸附时发生化学反应，并在吸附剂表面生成新物质； • 吸附为放热过程，放热量较大，相当于化学反应热； • 吸附有选择性，常常不可逆，一般为单层吸附。 • 实际中同时存在，低温时主要是物理吸附，高温时主
气态污染物的治理-吸收法
②碱金属钠、钾、铵或碱土金属钙、镁等的溶液， 也是很有效的吸收剂。它们能与气态污染物SO2、 HCl、HF、NOx等发生化学反应，因而吸收能 力大大增加，净化效率高，液气比低。
例如用水或碱液净化气体中的H2S时，理论值可 推算出：H2S在pH=9的碱液中的溶解度为 pH=7的中性水的50倍；H2S在pH=10的碱液 中的溶解度为pH=7的中性水的500倍。
（二）板式塔
1、工作过程：吸收液 体由上部喷头喷入， 被吸收气体由下部送 入，气液在中间塔板 层相互接触。常用的 塔板有筛孔板、斜孔 板、筛网等。
2、特点：吸收效率高等。 缺点是板孔容易堵塞， 吸收过程必须保持恒定 的作业条件，且体积大， 构造复杂，造价较高。
（三）喷雾塔
气体在设备内与液体接触， 主要有普通喷雾塔以及 文丘里除尘器和冷却器 使用，但吸收效率较低。
双膜理论是惠特曼在1923年提出的一个描述气液两相的 物质传递理论，它假定：
①在气、液两相接触处有一随时保持平衡状态的相界面； ②在气液相界面附近，分别存在一个无对流作用非常稳定
的层流（滞流）薄膜，即气膜和液膜，薄膜内存在浓度 梯度，物质传递主要依靠分子扩散； ③薄膜外气液两相各自的主体为湍流，不存在浓度梯度， 物质主要通过对流传递； ④传质过程只在气液薄膜中有分子扩散阻力，相界面上和 湍流主体中不存在传质阻力，因此传递速质取决于两膜 的阻力大小。
• 燃烧法是通过燃烧将可燃性气态污染物转变为无 害物质。
• 催化转化法是在催化剂的作用下，将废气中气态 污染物化为非污染物或其他易于清除的物质。
• 冷凝法是利用气体沸点不同，通过冷凝将气态 污染物分离。
• 生物法主要依靠微生物的生化降解作用分解污 染物。
• 膜分离法利用不同气体透过特殊薄膜的不同速 度，使某种气体组分得以分离。
气态污染物的净化
第五组全体组员：
肖翔、谢世冬、熊伟、胥芳芳
热诚欢迎你的指点！！！
4、常用的燃烧设备
催化燃烧炉
5、优缺点：
⑴直接燃烧：安全简单、成本低；造成二次污染、 不能回收热能造成辐射。 ⑵热力燃烧：使用范围较广、设备结构简单，占用 空间小、维修费用低；操作费用高、易发生回火、 燃烧不完全时产生恶臭。 ⑶催化燃烧：安全性好、燃烧温度低、辅助燃料消 耗少、对可燃性组分的浓度和热值限制小；催化 剂的费用高。
4、常用的催化反应器
固定床催化反应器示意图 流化床催化反应器示意图
5、优缺点：
⑴反应速率较快 ⑵催化剂用量较少 ⑶操作方便 ⑷催化剂不易磨损； ⑸传热性能差。
四、燃烧法
1、原理：对含有可燃性有害组分的混合气体进行氧 化燃烧或高温分解，使有害组分转化为无害物。 2、使用范围：用于净化CO、恶臭、沥青烟、HC、 有机有害气体。 3、分类：直接燃烧法、热力燃烧法、催化燃烧法。
5、常用的吸附设备
有机废气吸附装置 吸附再生炉
固定床吸附器流程示意图
6、优缺点：
⑴净化效率高 ⑵能回收有用组分 ⑶设备简单、流程短、易于实现自动控 制 ⑷无腐蚀，不会造成二次、原理：利用催化剂的催化作用，使其发生氧化还原 反应，将废气中的有害物质转变为无害物质或易于 去除的物质。 2、适用范围：用于净化SO2、NOx、CO、汽车尾气。 3、常见的催化剂：V2O5、Pt、Pd、CuCrO2、 Rh、CuO、Cr2O3、Mn2O3、稀土金属氧化物、 碱土、稀土和过渡金属氧化物。
SO2 HCl
H 2S
含Hg废 气
NH3、Na2CO3、二乙醇 胺、环丁砜
含Pb废 气
CH3COOH、NaOH
KMnO4、NaClO、浓H2SO4、KI-I2
第4章3-气态污染物的净化-吸附法
• 分子筛具有许多孔径均匀的微孔， 比孔径小的分子能进入孔穴而被吸 附，比孔径大的分子被拒之孔外， 因此具有很强的选择性。
• 分子筛可以从废气中选择性地除去 NHO2Sx、、NHH2O3、、CCCOl42等、气CO态、污C染S2物、。SO2、
（2）常用的吸附剂
活活性性炭炭
硅藻土
活性氧化
吸附剂
铝
人工沸石
硅胶
①活性炭
• 活性炭是一种具有非极性表面、疏水性和亲有机物的吸 附剂。
• 活性炭是由含碳原料（果壳、动物骨骼、木材、煤等） 先碳化得到稳定结构，然后活化得到的多孔结构。
碳化后
活化后
活性炭形状
球状 柱状 状
活性炭纤维
③硅胶
• 硅然胶后是在1用15硅～酸13钠0℃与下酸烘反干应、生破成碎硅、酸筛凝分胶而（制SiO成2·各nH种2O粒）度， 的产品。
• 硅胶具有很好的亲水性，吸附量很大，可达自身重量的 50﹪。在工业上主要用于气体的干燥，也可用作催化剂 的载体。
P285
④沸石分子筛(Molecular Sieve)
等温吸附线类型：
单分子层
等温吸附方程式（Ⅰ型）
（1）弗伦德里希（Freundlick）方程式
1
XT kPn
XT —吸附质质量与吸附剂质量之比值，单位吸附剂在吸附平衡时的 饱和吸附量(m3/kg)或(kg/kg)
P—吸附质在气相中的分压， pa； k, n—经验常数，与吸附剂、吸附质种类及吸附温度有关，其值可由
4A
5A
13x
800
800
气态污染物的其他净化法
LOGO
电子束照射法
膜隔离法
LOGO
电子束照射法组成
电子 束照 射
废气 冷却
加氨
粉体捕 集
LOGO
过程概述
150度排放气体 →冷却机降温到70度 →加入微量的氨 →经电子束照射 →二氧化硫和氮氧化物发生强烈氧化 →氧化成为硫酸和硝酸 →这些酸和周围的氨反应生成硫酸铵和硝酸铵 →这些颗粒凝聚，长大然后被分离
LOGO
电子束发生装置
高能电子流
LOGO
好像这样
高能激光
LOGO
我来卖个萌
LOGO
工艺特点
1.能同时脱除硫化物和氮氧化物
LOGO
二、膜分离法
原理：混合气体在压力梯度作用 下透过特定的膜时，不同气体具 有不同的透过速度，从而使气体 混合物中的不同组分达到分离的 效果。
LOGO
• 根据膜的物质可以分为两类：固体膜和液 体膜 • 根据膜的孔径大小分：多孔膜（50~300埃）和非 多孔膜 • 根据膜的结构分为：均质膜和复合膜 • 根据膜的形状分：平板膜、管式、中空纤 维式、螺旋式。 • 根据膜的制作材料：无机膜和高分子膜
LOGO
膜的优点 过程简单，控制简单， 操作弹性大，并能在常 温下工作，能耗低（因 不耗相变能）
石油化工
空气中氧富集
合成氨气中回 收氢、天然气 净化
请二氧化碳的去 除与回收
谢聆听！
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第四章 净化气态污染物的方法我们都知道，大气污染物分类为气态污染物和颗粒状污染物，本章是针对于气态污染物的处理方法进行学习。
工程上净化气态污染物的方法主要有以下几种：利用溶液的溶解作用所组成的气体吸收净化；利用固体表面吸附作用的吸附净化；利用某些催化剂的催化转化；有机物的高温焚烧等方法。
§1 吸收法净化气态污染物吸收法净化气态污染物是利用气体混合物中各种成分在吸收剂中的溶解度不同，或者与吸收剂中的组分发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的操作过程。
吸收分为物理吸收和化学吸收两大类。
吸收过程无明显的化学反应时为物理吸收，如用水吸收氯化氢。
用水吸收二氧化碳的感。
吸收过程中伴有明显化学反应时为化学吸收，如用碱液吸收难以达到排放标准，因此大多数采用化学吸收。
吸收法不但能消除气态污染物对大气的污染，而且开可以使其还可以使其转化为有用的产品。
并且还有捕集效率高、设备简单、一次性投资低等优点，因此，广泛用于气态污染物的处理。
如处理含有SO 2、H 2S 、HF 和NO x 等废气的污染物。
一、吸收平衡理论物理吸收时，常用亨利定律来描述气液两相间的平衡，即i i i x E p =* 式中*i p ——i 组分在气相中的平衡分压，Pa ；i x ——i 组分在液相中的浓度，mol%；i E ——i 组分的亨利系数，Pa 。
若溶液中的吸收质（被吸收组分）的含量i c 以千摩尔/米3表示，亨利定律可表示为： i i i H c p =*或i i i p H c =i H ——i 气体在溶液中的溶解度，kmol/m 3·Pa 。
亨利定律适用于常压或低压下的溶液中，且溶质在气相及液相中的分子状态相同。
如被溶解的气体在溶液中发生某种变化（化学反应、离解、聚合等），此定律只适用于溶液中未发生化学变化的那部分溶质的分子浓度，而该项浓度决定于液相化学反应条件。
二、双膜理论吸收是气相组分向液向转移的过程，由于涉及气液两相间的传质，因此这种转移过程十分复杂，现已提出了一些简化模型及理论描述，其中最常用的是双膜理论，它不仅用于物理吸收，也适用于气液相反应。
简单的说就是，假设气相和液相之间接触的部分有气膜和液膜存在，气膜液膜的大小薄厚都是均匀的，一致的。
双膜理论就是研究气液两相在气膜和液膜之间的传播速度的。
有的情况是被吸收组分通过液膜的速度较慢，而通过气膜的速度较快，这时实际上控制其接触的实际上是液膜，被称之为液膜控制；有时被吸收组分通过液膜的速度快，而经过气膜的速度慢，则整个过程是由气膜扩散的时间来控制，被称之为气膜控制。
三、吸收气态污染物工艺配置问题1、吸收剂的选择一般吸收剂的选择原则是：吸收剂对混合气体中被吸收组分具有良好的选择性和较大的吸收能力。
同时吸收剂的蒸气压要低，不宜气泡，热化学稳定性好，粘度低，腐蚀性小，且价廉易得。
但是任何一种吸收剂很难同时满足以上要求，这就需要根据所处理的对象及处理目的，权衡各方面因素而定。
水是常用的吸收剂，例如，用水洗涤煤气中的CO2；洗除废气中的SO2；除去含氟废气中的HF和S i F4；除去废气中的NH3、HCl等。
用水清除这一类气态污染物，主要依据它们在水中溶解度较大的特性。
这些气态污染物在水中的溶解度，一般是随气相中分压的增加，吸收液温度的降低而增大的。
因而理想的操作条件是在加压和低温下进行吸收，在升温和降压下进行解吸。
用水作吸收剂主要是价廉易得，流程、设备和操作都比较简单。
主要缺点是吸收设备庞大，净化效率低，动力消耗大。
碱金属钠、钾、铵或碱土金属钙、镁等的溶液，则是另一类吸收剂。
由于这一类吸收剂能与被吸收的气态污染物SO2、NOx、HF、HCl等之间发生化学反应，因而使吸收能力大大增加，表现在单位体积吸收剂能净化大量废气/由于净化效率高，液气比小，吸收塔的生产强度高，使得技术经济上更加合理。
一般在吸收净化酸性气体污染物SO2、NOx、HF、HCl等时常采用上述碱金属或碱土金属溶液作为吸收剂。
但化学吸收的流程较长，设备较多，操作也较复杂，有的吸收剂不易得到或价格较贵。
另外，吸收剂的吸收能力强，有利于净化气态污染物，但吸收能力强的吸收剂不易再生需消耗较大能量。
因而在选择吸收剂时，要权衡多方面的利弊。
2、工艺流程设置中应考虑的一些问题（1）富液的处理问题用于气态污染物控制的吸收操作，不仅要达到净化废气的目的，还必须使吸收了气态污染物后富液的处理合理。
如将富液排放，这不但浪费了资源，而且更重要的是其中的污染物转入水体造成二次污染，达不到保护环境的目的。
所以，富液是否得到经济合理的处理与利用，往往又成为吸收法净化气态污染物成败的关键之一。
因此，吸收净化气态污染物的流程中，需同时考虑气态污染物的吸收及富液的处理两大部分。
例如，用碳酸钠（或氢氧化钠）碱液处理废气中的SO2，就需同时考虑用加热或减压再生的方法脱除吸收后的富液中的SO2，使吸收剂碱液恢复吸收能力，得以循环使用，同时收集排出的SO2制取硫酸产品，既达到了消除SO2污染，同时又达到了“废物资源化”的目的。
（2）除尘问题某些废气，如燃烧产生的废气中，除含有气态污染物之外，往往还含有一定的烟尘。
在吸收之前，若能专门设置高效的除尘器（如电除尘器），除去烟尘是最理想的。
但这样做太不经济，若能在吸收时考虑清除气态污染物的同时，一同清除烟尘，即是较为理想的。
因为吸收过程也是很好的湿式除尘。
然而湿式除尘的设计与气态污染物脱除的设计要求不大一致，湿式除尘需要相当大的能量输入（压力增大），才能保证细尘与液滴或湿表面碰撞，粘附在上面。
而气态污染物的脱除则受到诸如气体流速、液气比、吸收剂表面积的数量等因素的影响。
因而，有的采取在吸收塔前增设预洗涤塔，在预洗涤塔中有水直接洗涤，既冷却了高温气体，又起到除尘作用；有的为了简化流程，采取将吸收塔置于预洗涤塔之上，两塔合为一体；有的采用文丘里类型的洗涤器，既除尘，又吸收气态污染物。
但文丘里洗涤器除尘性能较好，而对气态污染物的吸收并不是最好，希望研究出能在同一设备中既除尘有能吸收气态污染物的洗涤器，是我们今后努力的方向。
（3）烟气的预冷却问题由于产生过程不同，排出的废气温度差异很大。
例如，锅炉燃烧排出的烟气，通常在423~458K左右，而吸收操作则希望在较低温度下进行。
这就需要在吸收之前将烟气冷却降温。
其方法有：在低温省煤器中间接冷却，虽可回收一部分余热，提高热效率，但所需的换热器太大，同时烟气中的酸回冷却为酸性气体而腐蚀设备；直接增湿冷却，即采用水直接喷入烟气管道中增湿降温，方法虽简单，但要考虑水冲击管壁和形成酸雾腐蚀设备，以及可能造成沉积物阻塞管道和设备，用预洗涤塔降温除尘，是最好的方法，也是目前使用最广泛的方法。
将烟气冷却到何种程度是十分重要的，如果将烟气冷却到接近于冷却水的温度（293~298K），虽可改善洗涤塔的效果，但费用太大。
综合各方面的因素，一般认为将高温烟气冷却到333K左右较为适宜。
（4）结垢和堵塞问题这一现象已成为某些吸收装置能否正常的长期运行的一个关键。
首先要弄清结垢的机理，造成结垢和堵塞的因素，然后针对性地从工艺设计、设备结构、操作控制等方面进行解决。
防止结垢的方法和措施常用的有：工艺操作上，控制溶液或料浆中水分的蒸发量，控制溶液的PH值，控制溶液中易结晶物质不要过饱和，严格除尘，控制进入吸收系统的尘量。
设备结构上设计和选择不易结垢和堵塞的吸收器。
例如，流动床型洗涤器比固定填充床洗涤器不易阻塞和结垢，选择表面光滑，不易腐蚀的材料作吸收器等。
（5）除雾雾不仅仅是水分，还是一种溶有气态污染物的盐溶液。
任何漏到烟囱中的雾，实际上就是把污染物排入大气。
雾气中所含液滴直径主要在10~60μm之间，因而工艺上要对吸收设备提出除雾的要求。
通常加设除沫器。
（6）气体再加热问题在处理高温烟气的湿式净化中，烟气在洗涤塔中被冷却增湿，就此排入大气后，在一定的气象条件下，将发生“白烟”。
由于烟气温度低，使热力抬升作用减小，扩散能力降低，特别是在处理烟气的情况下和某些不利的气象条件下，白烟没有充分稀释之前就已降落到地面，容易出现较高浓度的污染。
防止白烟发生的措施：一是使吸收净化后的烟气与一部分未净化的高温烟气混合以降低混合气体的湿度和升高其温度。
这种措施虽然能防止白烟的发生，但由于未净化烟气的温度不太高，因而需混入大量未净化的烟气，使得气态污染物的排放量增大，相当于大大降低了净化效率。
防止白眼的另一个措施是净化器尾部加设一燃烧炉，在炉内燃烧天然气或重油，产生1273~1373K的高温燃烧气，再与净化气混合。
这种措施简单，且混入的燃烧气量少，吸收器的净化效率降低不大，因而目前国外的湿式排烟脱硫装置大多采用此法。
四、吸收设备1、填料塔2、湍球塔3、筛板塔4、喷洒式吸收器（1）空心喷洒吸收器（2）高气速并流式喷洒吸收器（3）机械喷洒吸收器§2 吸附法净化气态污染物用多孔性固体处理气体混合物，使其中所含的一种或几种组分浓集在固体表面，而与其他组分分开的过程称为吸附。
具有吸附作用的固体称为吸附剂，被吸附到固体表面的物质称为吸附质。
吸附净化的优点是效率高，能回收有用组分，设备简单，操作方便，易于实现自动控制。
但吸附容量一般不高（40%），有待于在技术上进一步提高。
一、吸附过程与吸附剂1、吸附过程根据吸附剂和吸附质之间发生的作用力的性质，通常将吸附分为物理吸附和化学吸附。
（1）物理吸附亦称范德华吸附，是由于吸附剂与吸附质之间的静电力或范德华引力产生的吸附。
物理吸附是一种放热过程，其放热量相当于被吸附气体的升华热，一般为20kJ/mol左右。
物理吸附过程可逆的，当系统的温度升高或被吸附气体压力降低时，被吸附的气体将从固体表面逸出。
在低压下，物理吸附一般为单分子层吸附，当吸附质的气压增大时，也会变成多分子层吸附。
（2）化学吸附亦称活性吸附，是由于吸附剂表面与吸附质分子间的化学反应力导致的吸附。
化学吸附亦为放热过程，但较物理吸附放热量大，其数量相当于化学反应热，一般为84~417kJ/mol。
化学吸附的速率随温度升高而显著增加，宜在较高温度下进行。
化学吸附有很强的选择性，仅能吸附参与化学反应的某些气体，吸附是不可逆过程，且总是单分子层或单原子层吸附。
物理吸附与化学吸附之间没有严格的界限，同一物质在较低温度下可能发生物理吸附，而在较高温度下往往是化学吸附。
2、吸附剂吸附剂必需具备的条件：①有巨大的内表面积；②选择性好，有利于混合气体的分离；③具有足够的机械强度，热稳定性及化学稳定性；④吸附容量大；⑤来源广泛，价格低廉。
常用的吸附剂有如下几种。
（1）活性炭（2）活性氧化铝（3）硅胶（4）沸石分子筛二、吸附理论1、吸附平衡（1）费罗德里希（Freundlich）方程（2）朗格缪尔（Langmuri）等温方程（3）BET方程2、吸附速率（1）吸附速率的控制步骤（2）吸附速率公式三、吸附设备1、吸附设备用于气态污染物控制的吸附设备根据吸附剂在吸附器内的运动状态可分为固定床吸附器、移动床吸附器和沸腾床吸附器。