大气污染控制工程教案-04-05(二)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第16 次课 2 学时
第17 次课 2 学时
第18 次课 2 学时
第19 次课 2 学时
第30 次课 2 学时
第30 次课 2 学时
第七章气态污染物控制技术基础
第一节气体吸收
一、吸收机理
1. 双膜模型(应用最广)
假定:
(1)界面两侧存在气膜和液膜,膜内为层流, 传质阻力只在膜内
(2)气膜和液膜外湍流流动,无浓度梯度, 即无扩散阻力
(3)气液界面上,气液达溶解平衡即:C A i=HP A i
(4)膜内无物质积累,即达稳态.
2. 渗透模型
假定:
(1)气液界面上的液体微元不断被液相主体中浓度为C AL的微元置换(2)每个微表面元与气体接触时间都为τ
(3)界面上微表面元在暴露时间τ内的吸收速率是变化的
3. 表面更新模型
假定:
(1)各表面微元具有不同的暴露时间,t=0-∞
(2)各表面元的暴露时间(龄期)符合正态分布
4. 其它模型
如:表面更新模型的修正;基于流体力学的传质模型;界面效应模型。
5. 双膜理论
(1)双膜模型
气相分传质速率
N A=k y(y A-y Ai)
N A=k y(p A-p Aj)
液相分传质速率
N A=k x(x Ai- x A)
N A=k y(c Aj- c A)
总传质速率方程
N A=K y(y A- y*A) N A=K x(x A*-x A)
N A=K ai(p A-p A*)
x AL
(2)气液平衡
常见气体平衡溶解度
亨利定律:一定温度下,稀溶液中溶质的溶解度与气相中溶质的平衡分压成正比(3)吸收系数
吸收系数的不同形式见下图:
(4)传质阻力
传质阻力-吸收系数的倒数
传质阻力=气相传质阻力+液相传质阻力
(5)传质过程
吸收质与吸收剂;设备、填料类型;流动状况、操作条件
二、物理吸收
吸收过程如图所示:
操作线、平衡线吸收推动力见图。
吸收塔的最小液气比见图
三、化学吸收
1. 化学吸收的优点:
(1)溶质进入溶剂后因化学反应消耗掉,溶剂容纳的溶质量增多
(2)液膜扩散阻力降低
(3)填料表面的停滞层仍为有效湿表面
两分子反应中相界面附近液相内A与B的浓度分布图
第22 次课 2 学时
●第二节气体吸附
●吸附
➢用多孔固体吸附剂将气体(或液体)混合物中的组分浓集于固体表面➢吸附质-被吸附物质
➢吸附剂-附着吸附质的物质
●优点:效率高、可回收、设备简单
●缺点:吸附容量小、设备体积大
吸附机理
物理吸附和化学吸附
物理吸附和化学吸附
•同一污染物可能在较低温度下发生物理吸附
•若温度升高到吸附剂具备足够高的活化能时,发生化学吸附
●吸附剂需具备的特性
➢内表面积大
➢具有选择性吸附作用
➢高机械强度、化学和热稳定性
➢吸附容量大
➢来源广泛,造价低廉
➢良好的再生性能
常用吸附剂特性:分子筛特性
●操作条件
➢低温有利于物理吸附;高温利于化学吸附
➢增大气相压力利于吸附
●吸附质性质、浓度
➢临界直径-吸附质不易渗入的最大直径
➢吸附质的分子量、沸点、饱和性
●吸附剂活性
➢单位吸附剂吸附的吸附质的量
➢静活性-吸附达到饱和时的吸附量
➢动活性-未达到平衡时的吸附量
常见分子的临界直径气体吸附的影响因素 吸附剂再生
吸附剂再生
吸附平衡
第 23 次课 2 学时
注:本页为每次课教案首页
第九章氮氧化物污染控制
主要内容:
1. 氮氧化物的性质及来源
2. 燃烧过程中氮氧化物的形成机理
3. 低氮氧化物燃烧技术
4. 烟气脱硝技术
第一节氮氧化物的性质及来源
NO x包括:
➢N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5
➢大气中NO x主要以NO、NO2的形式存在
NO x的性质:
➢N2O:单个分子的温室效应为CO2的200倍,并参与臭氧层的破坏
➢NO:大气中NO2的前体物质,形成光化学烟雾的活跃组分
➢NO2: 强烈刺激性,来源于NO的氧化,酸沉降
NO x的来源
➢固氮菌、雷电等自然过程(5×108t/a)
➢人类活动(5×107t/a)
▪燃料燃烧占95%。
主要来自:各种锅炉、焙烧炉、窑炉等的燃烧过程;机动车尾气排放。
▪其他: 硝酸生产和各种硝化过程(如化肥厂);冶金行业中的炼焦、烧结、冶炼等高温过程;金属表面的硝酸处理。
%以NO形式,其余主要为NO2。
▪95
第二节 燃烧过程NO x 的形成机理
形成机理
➢
1. 燃料型NO x
燃料中的固定氮生成的NO x
➢
2. 热力型NO x
高温下N 2与O 2反应生成的NO x
➢
3. 瞬时NO
低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO
热力型NO x 的形成
产生NO 和NO 2的两个重要反应
平衡常数和平衡浓度
()()2222N O 2NO 1
1
NO O NO 22−−→+←−−−−→+←−−