大气污染控制工程课件——4 气态污染物净化技术
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大气污染控制技术与技能实训 第四版 第4章 气态污染物的净化技术
在用多孔性固体物质处理气体混合物时，气体中的某一组分或某些组分可被吸引到固体表 面并浓集其上，此现象称为吸附。被吸附的气体组分称为吸附质，多孔固体物质称为吸附剂。
1. 吸附平衡
2. 吸附法的特点
3. 吸附类型
当吸附质与吸附剂长时间 接触后，终将达到吸附动 态的平衡。动态平衡是指 单位时间内被固体表面吸 附的分子数与逸出的分子 数相等。
1. 常用的吸收剂
水是常用的吸收剂，用水可以吸收S02、 HF、NH3、HCl及煤气中的CO2等能溶于水 的组分，碱金属和碱土金属的盐类、铵盐 等能与酸性气体发生化学反应，除去S02 、HF、HCl、NOx等组分。硫酸、硝酸等 属于酸性吸收剂，可以用来吸收SO3、 NOx等。有机吸收剂可以吸收有机废气， 如聚乙烯醚、二乙醇胺等。
2. 吸收剂的选择
选择吸收剂的基本原则如下：
（1）有比较适宜的物理性质，如黏度小，低的凝固点， 适宜的沸点，比热容不大，不起泡等；同时有低的饱和蒸 气压，以减少吸收剂的损失；对有害成分的溶解度要大， 以提高吸收效率，减少吸收液用量和设备尺寸。 （2）具有良好的化学性质，如不易燃，热稳定性高，无 毒性；同时吸收剂对设备的腐蚀性小，以减少设备费用。 （3）廉价易得，最好能就地取材，易于再生重复使用。 （4）有利于有害物质的回收利用。
（3）.设备、管道的结垢和堵塞：结垢和堵塞是吸收操作不可避免的问题之 一。解决的方法一般从工艺设计、设备结构、操作控制等方面解决。工艺操 作采取的措施包括：控制溶液或料桨中水分的蒸发量，控制溶液的pH值，控 制溶液中易于结晶物质不要过饱和，保持溶液有一定的晶种，严格控制进入 吸收系统的粉尘量等。
4.1气态污染物综合净化技术
3．吸收剂的再生
吸收剂处理的方式①.通过再生回收副产品后重新使用，如 亚硫酸钠法吸收SO2气体，吸收液中的亚硫酸氢钠经加热再 生，回收SO2后变为亚硫酸钠重新使用②.直接把吸收液加工 成副产品，如用氨水吸收SO2得到的亚硫酸铵经氧化变为硫 酸铵化肥。
大气污染控制工程第四章气态污染物处理技术基础
气液间传质速率 M A KG A（PA PA*）
加大MA，可有以下几种途径： 1）加大传质推动力△P=PA－PA* 2）增加气相传质系数KG 3）增加气液两相的有效传质面积A
气体吸附
吸附理论 几种常见的吸附剂 固定床吸附系统 流化床吸附器
吸附理论
吸附机理 物理吸附：气体分子和固体间形成弱键，
X
液相中溶质的摩尔数 液相中溶剂的摩尔数
x 1 x
Y
气相中溶质的摩尔数 气相中惰性组分摩尔数
y 1 y
操作线和平衡线图（见下图）
吸收塔的物料衡算和操作线方程
Gm,1 y1 Lm,2 x2 Gm,2 y2 Lm,1x1
因为总的气体流量 （或液体流量）在塔 顶和塔底是不同的， 上面的方程式一般不 能进一步简化。这个
不同反应类型的增强因子表达式
（1）不可逆瞬时反应
A(溶质) bB(反应物) C(反应产物)
=1+rS
扩散系数比 r ≡ DB/D 计量浓度比 S ≡CBL/bCi
对增强因子的补充说明
扩散系数比r通常接近于1，且难于人为
地改变它；计量浓度比S那可以在很大的
范围内改变，而为影响的主要因素。
当其他条件不变而增大CBL时，则变大， 其极限条件是：当CBL达某一临界浓度 CBLc ，液相对溶质无传质阻力
吸附过程示意图
通常气相吸附质浓度高，过程受固相控 制；气相吸附质浓度低，过程受气膜控 制
吸附平衡
气固两相长时间接触，吸附与脱附达到 动态平衡
吸附等温线 在一定温度下，吸附量与吸附质平衡分 压之间的关系曲线被称为吸附等温线
吸附等温线有五种基本类型（见下图）
基本吸附等温线
（1）型：Langmuir等温吸附 （2）、（3）型：多分子层吸附 （4）、（5）型：多分子层吸附，并且吸附质在吸附
加大MA，可有以下几种途径： 1）加大传质推动力△P=PA－PA* 2）增加气相传质系数KG 3）增加气液两相的有效传质面积A
气体吸附
吸附理论 几种常见的吸附剂 固定床吸附系统 流化床吸附器
吸附理论
吸附机理 物理吸附：气体分子和固体间形成弱键，
X
液相中溶质的摩尔数 液相中溶剂的摩尔数
x 1 x
Y
气相中溶质的摩尔数 气相中惰性组分摩尔数
y 1 y
操作线和平衡线图（见下图）
吸收塔的物料衡算和操作线方程
Gm,1 y1 Lm,2 x2 Gm,2 y2 Lm,1x1
因为总的气体流量 （或液体流量）在塔 顶和塔底是不同的， 上面的方程式一般不 能进一步简化。这个
不同反应类型的增强因子表达式
（1）不可逆瞬时反应
A(溶质) bB(反应物) C(反应产物)
=1+rS
扩散系数比 r ≡ DB/D 计量浓度比 S ≡CBL/bCi
对增强因子的补充说明
扩散系数比r通常接近于1，且难于人为
地改变它；计量浓度比S那可以在很大的
范围内改变，而为影响的主要因素。
当其他条件不变而增大CBL时，则变大， 其极限条件是：当CBL达某一临界浓度 CBLc ，液相对溶质无传质阻力
吸附过程示意图
通常气相吸附质浓度高，过程受固相控 制；气相吸附质浓度低，过程受气膜控 制
吸附平衡
气固两相长时间接触，吸附与脱附达到 动态平衡
吸附等温线 在一定温度下，吸附量与吸附质平衡分 压之间的关系曲线被称为吸附等温线
吸附等温线有五种基本类型（见下图）
基本吸附等温线
（1）型：Langmuir等温吸附 （2）、（3）型：多分子层吸附 （4）、（5）型：多分子层吸附，并且吸附质在吸附
湖大大气污染控制工程课件04大气污染物控制的基础知识
（3）判断可压缩性流体是否进行不可压缩性流动
的依据：马赫数（ MA ）
MA = υ/ υa
式中：υ，υa——分别是流体的流速和声速 m/s (声音的速度：真空 0m/s；空气（15℃）；340m/s ；空
气（25℃） 346m/s)
判断：当MA ≤0.25时，这种流动可认为是不可
压缩性流动；当MA >0.25时，这种流动是可压缩性 流动
注意：热量衡算也要规定出衡算基准和范围。
4、3颗粒粒径及粒径分布
4 、3、1粒径
球形颗 粒：直径
▪ 单个颗 粒
投影径
的粒径 非球形颗粒 几何当量径
物理当量径
重点：掌握物理当量径中的斯托克斯径和分割直径
斯托克斯径（ dd ）：当Rep<1时的自由沉降直径 分割直径（dc50）：某除尘器分级效率为50%的颗 粒
Cp= Cυ +R（R=R0/M） 比热比：K= Cp/ C υ 比热与温度的关系：纯空气的比热随温度 的升高而升高，而比热比随温度的升高而降 低。
平均比热：空气、气态污染物和颗粒混合物的 平均比热是混合物各组分比热的加权平均值。
3、粘度
粘度产生的原因：一是气体分子间的引力，二是 分子不规则的热运动而交换动量的结果。
应用条件：理想气体。实际中，只要压力不太大，温度不接近气体液化点 时，也可应用上述方程。
▪ 4、1、2气体的基本物理性质 1、密度 理想气体混合物的平均密度：
ρ=m/V
PV=mR0T/M (1)理想气体混合物的平均密度公式
P R0T
(Ca
Ma
n i1
Ci
Mi)
（2）颗粒污染物和空气混合物的平均密度公式
第四章 大气污染物控制的 基础知识
大气污染控制工程课件——4 气态污染物净化技术96页PPT
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动， 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
大气污染控制工程课 件——4 气态污染物净
化技术
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
谢谢！
大气污染控制工程课 件——4 气态污染物净
化技术
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
谢谢！
气态污染物控制技术概述(ppt29张)
• 组员：刘旭东刘洋材龙欢
大气污染控制技术
第五章 气态污染物控制技术
---5.2 烟气脱硫技术
5.2 烟气脱硫技术
烟气脱硫技术
湿法烟气脱硫 半干法烟气脱硫 干法烟气脱硫
烟气脱硫后的 生成物是否回收？
脱硫技术
净化原理
抛弃法
回收法
吸收法
吸附法、 催化法
5.2.1 湿法烟气脱硫
•
烟气脱硫技术是采用含有吸收剂的溶液 或浆液在湿润状态下洗涤烟气以除去SO2 。由于是气态反应，脱硫反应速度快、效 率高、脱硫剂利用率高，是目前广泛采用 的方法之一。但系统存在堵塞以及脱硫后 的烟气温度低于酸露点，易产生腐蚀问题 。湿法的流程和设备相对比较复杂，所需 费用也较高。为了避免二次污染，必须对 污水进行处理，运行成本也较高。
喷雾干燥脱硫工艺流程
炉内喷钙-炉后增湿活化脱硫技术
• 它是在炉内喷钙的基础上发展起来的。由 于在锅炉的预热器和除尘器之间加装一个 活化反应器，并进行喷水增湿，使脱硫效 率达到70％以上 。
循环流化床烟气脱硫技术
• 它的主要吸收剂制备系统、二氧化硫吸收系统、除尘
系统、吸收剂在循环系统、自控和在线监测等系统组成 。
• （1）反应原理
碱性硫酸铝-石膏法
• 吸收
Al2(SO4)3.Al2O3=Al2(SO4）3.Al(SO3）3
• 氧化 • 中和
Al2(SO4)3.Al2(SO3)3+3/2O2=2Al2(SO4)3
2Al2(SO4)3+3CaCO3+6H2O=Al2(SO4)3.Al2o3 +CaSO4.2H2O+3CO2
•
石灰石/石灰-石膏法脱硫的基本原理是用石灰或石灰 石浆液吸收烟气中的SO2 ，先生成亚硫酸钙，然后将 亚硫酸钙氧化为硫酸钙。
大气污染控制技术
第五章 气态污染物控制技术
---5.2 烟气脱硫技术
5.2 烟气脱硫技术
烟气脱硫技术
湿法烟气脱硫 半干法烟气脱硫 干法烟气脱硫
烟气脱硫后的 生成物是否回收？
脱硫技术
净化原理
抛弃法
回收法
吸收法
吸附法、 催化法
5.2.1 湿法烟气脱硫
•
烟气脱硫技术是采用含有吸收剂的溶液 或浆液在湿润状态下洗涤烟气以除去SO2 。由于是气态反应，脱硫反应速度快、效 率高、脱硫剂利用率高，是目前广泛采用 的方法之一。但系统存在堵塞以及脱硫后 的烟气温度低于酸露点，易产生腐蚀问题 。湿法的流程和设备相对比较复杂，所需 费用也较高。为了避免二次污染，必须对 污水进行处理，运行成本也较高。
喷雾干燥脱硫工艺流程
炉内喷钙-炉后增湿活化脱硫技术
• 它是在炉内喷钙的基础上发展起来的。由 于在锅炉的预热器和除尘器之间加装一个 活化反应器，并进行喷水增湿，使脱硫效 率达到70％以上 。
循环流化床烟气脱硫技术
• 它的主要吸收剂制备系统、二氧化硫吸收系统、除尘
系统、吸收剂在循环系统、自控和在线监测等系统组成 。
• （1）反应原理
碱性硫酸铝-石膏法
• 吸收
Al2(SO4)3.Al2O3=Al2(SO4）3.Al(SO3）3
• 氧化 • 中和
Al2(SO4)3.Al2(SO3)3+3/2O2=2Al2(SO4)3
2Al2(SO4)3+3CaCO3+6H2O=Al2(SO4)3.Al2o3 +CaSO4.2H2O+3CO2
•
石灰石/石灰-石膏法脱硫的基本原理是用石灰或石灰 石浆液吸收烟气中的SO2 ，先生成亚硫酸钙，然后将 亚硫酸钙氧化为硫酸钙。
第七章—催化法净化气态污染物 大气污染控制工程课件
大气污染控制工程
第七章 催化法净化气态污染物
第七章 催化法净化气态污染物
催化法是利用催化剂在化学反应中的催化作 用，将废气中有害的污染物转化成无害的物质， 或转化成更易处理或回收利用的物质的方法。
化学反应发生在气流与催化剂接触过程中， 反应物和产物无需与主气流分离，使操作过程大 为简化，对不同浓度的污染物均具有较高的去除 率。
s
1
s
[1
tanh(3s )
1
3s
]
ηs为气固相催化反应的催化剂有效系数。
对于等温非一级反应，设： rA kf (cA ) 利用类似的方法可解得： RA s (rA )s
s
1
s
[1
tanh(3s )
1
3s
]
s
R 3
k De
f (cAS)
二、气固相催化反应动力学
席勒模数φs：
➢ 反映反应速率与扩散速率对过程影响程度的 参数。
Vs 0
dVs
建立宏观速率方程的方法是通过对催化剂的
物料衡算和热量衡算，得到颗粒内的反应物浓度 及温度分布表示式，代入本征反应速率方程中， 并由上式积分得到。
二、气固相催化反应动力学
(1) 物料衡算
设球形颗粒的半径为R，处 于连续流动的气流中，气体在颗 粒内的有效扩散系数为De(m2/s)，
(De=Dε0/δ，其中ε0是催化剂空 隙率；δ是微孔形状因子， δ=1～6；D 是考虑了微孔内努森
一、气固相催化反应过程
不同控制过程反应物的浓度分布
二、气固相催化反应动力学
1.本征速率方程
对于一般反应：a A+b B l L+ｍ M
其速率方程的幂指数形式的通式为：
第七章 催化法净化气态污染物
第七章 催化法净化气态污染物
催化法是利用催化剂在化学反应中的催化作 用，将废气中有害的污染物转化成无害的物质， 或转化成更易处理或回收利用的物质的方法。
化学反应发生在气流与催化剂接触过程中， 反应物和产物无需与主气流分离，使操作过程大 为简化，对不同浓度的污染物均具有较高的去除 率。
s
1
s
[1
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1
3s
]
ηs为气固相催化反应的催化剂有效系数。
对于等温非一级反应，设： rA kf (cA ) 利用类似的方法可解得： RA s (rA )s
s
1
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[1
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1
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]
s
R 3
k De
f (cAS)
二、气固相催化反应动力学
席勒模数φs：
➢ 反映反应速率与扩散速率对过程影响程度的 参数。
Vs 0
dVs
建立宏观速率方程的方法是通过对催化剂的
物料衡算和热量衡算，得到颗粒内的反应物浓度 及温度分布表示式，代入本征反应速率方程中， 并由上式积分得到。
二、气固相催化反应动力学
(1) 物料衡算
设球形颗粒的半径为R，处 于连续流动的气流中，气体在颗 粒内的有效扩散系数为De(m2/s)，
(De=Dε0/δ，其中ε0是催化剂空 隙率；δ是微孔形状因子， δ=1～6；D 是考虑了微孔内努森
一、气固相催化反应过程
不同控制过程反应物的浓度分布
二、气固相催化反应动力学
1.本征速率方程
对于一般反应：a A+b B l L+ｍ M
其速率方程的幂指数形式的通式为：
气态污染物的治理技术.ppt
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库《清洁生产》课程
5．冷凝法
• 在不同温度下具有不同的饱和蒸汽压，采用降低废气 温度或提高废气压力的方法，使一些易于凝结的有害 气体或蒸汽态的污染物冷凝成液体并从废气中分离出 来。
• 冷凝法对废气的净化程度与冷却温度有关，冷却温度 愈低，对易凝结组分的清除程度愈高。
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库《清洁生产》课程
③助催化剂
• 是改善催化剂活性及热稳定等性能的填加 物。
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库《清洁生产》课程
催化方法的特点
• 净化效率较高，受废气中污染物浓度影响 较小，无需将污染物与主气流分离，避免 了二次污染。但催化剂价格较贵，操作要 求较高，废气中的有害物质很难作为有用 物质进行回收等。
吸附剂、吸附质
• 具有吸附作用的固体物质称为吸附剂，被 吸附的气体组分称为吸附质。
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吸附平衡
• 吸附过程是可逆过程，在吸附质被吸附的同时，部分 已被吸附的吸附质分子还可因分子的热运动而脱离固 体表面回到气相中去，这种现象称为脱附。当吸附速 度与脱附速度相等时，就达到了吸附平衡，达到平衡 时，吸附剂丧失了吸附能力。
石灰石/石膏烟气脱硫工艺示意图
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B、曾经遇到的困难 • （1）腐蚀，Cl的腐蚀引出一部分外排，减少腐蚀。
（2）Ca的结垢，沉积CaSO4加入添加剂。 （3）除雾器堵塞，有雾沫夹带造成。 （4）低的利用率。 （5）气固分离。 （6）脱硫渣的利用。 （7）控制pH，需碱量大。
二 气态污染物的治理技术
(一）气态污染物的治理方法
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
13
填 料 塔 结 构
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
14
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
大气污染治理技术ppt课件
g ——重力加速度，m/s 。2
⑵空气动力学当量直径：与被研究的颗粒沉降速度相同， 且密度为单位密度(ρu =1000kg/m )的球体的直径3。
由上两式可得
1
dD
18vs ρu g
2
d st=(ρu / ρp) dD
⑶我国《环境空气质量标准》规定了总0.5悬浮物( TSP )、可吸 入颗粒物( PM10 )的浓度限值。其粒径为空气动力学当量 直径。
⑴斯托克斯径：与被研究的颗粒密度相同，且沉降速度相 等的球体直径。
1
dst
18vs p g
2 g
如果忽略空气密度值，则
1
d st
18p gvs
2
式中，vs ——颗粒沉降速度，m/s；
ρp ——气体密度，kg/m ； 3
ρg ——颗粒密度， kg/m ； 3
μ ——气体动力粘度，Pa·s；
3.1.2 其他影响颗粒物去除的性质
影响颗粒去除的性质因素有粘附性（影响除尘器清 灰）、导电性（对电除尘影响很大）、亲水性（与是否 适合湿式除尘有较大关系）、化学活性（腐蚀性与材质 选取，对可燃颗粒物必须考虑安全问题）。
3.1.3 颗粒物捕集设备的性能
• 处理能力 单位时间允许通过的气流量（ m3/s 或 m3/h）。
4 大气污染防治工程技术
2007年7月 上海
1 大气污染物的形成
1.1 大气污染的定义
如果大气中的某些物质达到一定浓度，并持续足够的 时间，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性 或环境美学产生可测量的不利影响，这就是大气污染。
1.2 大气污染物的种类、特牲及危害
1.2.1 大气污染物
是指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大 气或在大气中新转化生成的对人或环境产生有害影响的 物质。
044大气污染物治理技术简介解析PPT课件
§4 大气污染物治理技术简介
引言 4.1 颗粒污染物的治理技术 4.2 气态污染物的治理技术 4.3 汽车废气治理 小结
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
引言
大气污染的防治是一个庞大的系统工程，基本 的思想是采用法律、行政、经济和工程技术相 结合的措施进行综合防治。从整个区域大气污 染状况出发，统一规划、合理布局，综合应用 各种防治污染的措施，充分利用环境的自净能 力，从而有效控制大气污染。最后，应用技术 措施控制大气污染，主要包括以下几个方面：
3
（1）改善能源结构，积极开发新能源和可再生能源，如太阳能、风 能、生物质能、海洋能、小水电及地热能等。
（2）提高能源的利用率，对燃料进行预处理，推广清洁煤技术。图 4.8 燃煤蒸汽电厂的大气污染控制系统
（3）实行清洁生产，推广循环经济。包括改革生产工艺，优先采用 无污染或少污染的工艺路线、原料路线和设备；加强企业管理开展综 合利用，企业内部或各企业间相互利用原材料和废弃物实现废物资源 化、产品化，减少污染物的排放。
湿式除尘器的作用机理
①惯性碰撞 ②扩散作用 ③凝聚作用 粘附
27
图4-5 即为喷淋洗涤装置的示意图
图4.16 文丘里洗涤除尘器
28
图4.17 填料塔洗涤器
湿式除尘器的特点
结构简单，造价低，除尘效率高，在处理高温、 易燃、易爆气体时安全性好，在除尘的同时还可 去除气体中的有害物。湿式除尘器的不足是用水 量大，易产生腐蚀性液体，产生的废液或泥浆需 进行处理，并可能造成二次污染。在寒冷地区和 季节，易结冰。
19
引言 4.1 颗粒污染物的治理技术 4.2 气态污染物的治理技术 4.3 汽车废气治理 小结
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第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
引言
大气污染的防治是一个庞大的系统工程，基本 的思想是采用法律、行政、经济和工程技术相 结合的措施进行综合防治。从整个区域大气污 染状况出发，统一规划、合理布局，综合应用 各种防治污染的措施，充分利用环境的自净能 力，从而有效控制大气污染。最后，应用技术 措施控制大气污染，主要包括以下几个方面：
3
（1）改善能源结构，积极开发新能源和可再生能源，如太阳能、风 能、生物质能、海洋能、小水电及地热能等。
（2）提高能源的利用率，对燃料进行预处理，推广清洁煤技术。图 4.8 燃煤蒸汽电厂的大气污染控制系统
（3）实行清洁生产，推广循环经济。包括改革生产工艺，优先采用 无污染或少污染的工艺路线、原料路线和设备；加强企业管理开展综 合利用，企业内部或各企业间相互利用原材料和废弃物实现废物资源 化、产品化，减少污染物的排放。
湿式除尘器的作用机理
①惯性碰撞 ②扩散作用 ③凝聚作用 粘附
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图4-5 即为喷淋洗涤装置的示意图
图4.16 文丘里洗涤除尘器
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图4.17 填料塔洗涤器
湿式除尘器的特点
结构简单，造价低，除尘效率高，在处理高温、 易燃、易爆气体时安全性好，在除尘的同时还可 去除气体中的有害物。湿式除尘器的不足是用水 量大，易产生腐蚀性液体，产生的废液或泥浆需 进行处理，并可能造成二次污染。在寒冷地区和 季节，易结冰。
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气态污染物的催化净化大气污染控制工程课件
本章重点与难点：
1．气固催化反应动力学；
2．气态污染物的催化净化工艺；
3．选择性催化还原和非选择性催化还原法。（以NOx的催化净化为例）
第十一章气态污染物的催化净化
催化转化：是指废气通过催化剂床层的催化反应，是其中的污染物转化为无害或易于处理与回收利用物质的净化方法。
优点：①对不同浓度的污染物具有很高转化率；
W--------产品质量，kg；
t----------反应时间，h；
WR-------催化剂质量，g。
工业中，常把产品量换算为转化率X表示
2．催化剂的选择性
选择性是指若化学反应在热力学上有几个反应方向时，一种催化剂在一定条件下只对其中的一个反应起加速作用的特征，表示为：
活性与选择性是催化剂本身最基本的性能指标，是选择和控制反应参数的基本依据，二者均可度量催化剂加速化学反应速度的效果，但反映问题的角度不同。
二．气固催化反应动力学方程式
（一）表面化学反应速率方程式（吸附、表面反应及脱附）（见图11-3a）
若某气固催化连续系统达到稳定时则某反应速度可表示为：
--------------------------11.3
---------------------------11.4
---------------------------11.5
活性--------催化剂对提高产品产量的作用；
选择性-----表示催化剂对提高原料利用率的作用；
教学内容
3．催化剂的稳定性
（1）定义：催化剂在化学反应过程中保持活性的能力。
（表示了催化剂的稳定性）。
（3）影响催化剂寿命的因素主要有：催化剂的老化和中毒。
教学方法：多媒体教学
讲课内容及时间分配：
1．气固催化反应动力学；
2．气态污染物的催化净化工艺；
3．选择性催化还原和非选择性催化还原法。（以NOx的催化净化为例）
第十一章气态污染物的催化净化
催化转化：是指废气通过催化剂床层的催化反应，是其中的污染物转化为无害或易于处理与回收利用物质的净化方法。
优点：①对不同浓度的污染物具有很高转化率；
W--------产品质量，kg；
t----------反应时间，h；
WR-------催化剂质量，g。
工业中，常把产品量换算为转化率X表示
2．催化剂的选择性
选择性是指若化学反应在热力学上有几个反应方向时，一种催化剂在一定条件下只对其中的一个反应起加速作用的特征，表示为：
活性与选择性是催化剂本身最基本的性能指标，是选择和控制反应参数的基本依据，二者均可度量催化剂加速化学反应速度的效果，但反映问题的角度不同。
二．气固催化反应动力学方程式
（一）表面化学反应速率方程式（吸附、表面反应及脱附）（见图11-3a）
若某气固催化连续系统达到稳定时则某反应速度可表示为：
--------------------------11.3
---------------------------11.4
---------------------------11.5
活性--------催化剂对提高产品产量的作用；
选择性-----表示催化剂对提高原料利用率的作用；
教学内容
3．催化剂的稳定性
（1）定义：催化剂在化学反应过程中保持活性的能力。
（表示了催化剂的稳定性）。
（3）影响催化剂寿命的因素主要有：催化剂的老化和中毒。
教学方法：多媒体教学
讲课内容及时间分配：
大气污染控制工程课件——其他气态污染物的净化技术
硫代硫酸钠吸收法工艺流程图
1-氮氧化物气柜；2-填料吸收塔；3-泵；4-循环槽
大气污染控制技术
6 其他气态污染物的净化技术
7
5. 硝酸氧化-碱液吸收法 • 原理：浓硝酸（浓度大于40%）将NO氧化成NO2，
使尾气中NOx的氧化度≥50%，然后用碱液进行吸收 处理。
• 工艺操作主要控制指标：
• 硝酸浓度＞40%， • 空塔速度0.5m/s， • 喷淋密度15m3/m2•h， • 吸收温度25℃， • 入口NOx浓度2000～4000ppm， • 出口浓度500～800ppm， • 净化效率大于80%。
• 催化还原法：在一定温度和催化剂存在条件下，将
NOx还原为N2。
• 根据还原反应的选择性，催化还原法分为非选择性还
原法和选择性还原法。
一、非选择性还原法
• 在一定温度和催化剂作用下，具有还原性的气体（如
CH4、CO、H2等）与NOx反应，并将其还原为N2， 同时部分还原剂还与废气中O2发生反应。 1.反应原理
• 硝酸尾气中的NOx还原为N2。
碱—亚硫酸铵吸收工艺流程
1-碱液吸收塔；2-亚硫酸铵吸收塔；3-碱泵；4-亚硫酸铵泵；
5-亚硫酸铵液贮槽；6-亚硝酸钠液贮槽；7-硫酸铵成品槽
大气污染控制技术
6 其他气态污染物的净化技术
6
4. 硫代硫酸钠吸收法 • 原理：在碱性条件下，硫代硫酸钠将NO2还原为N2。
第六章 其他气态污染物的净化技术
大气污染控制技术
6 其他气态污染物的净化技术
1
• 本章主要内容
• 氮氧化物、酸雾、有机废气、恶臭等废气 的净化；
• 了解各种气态污染物的来源、性质和净化 控制方法。
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界面而被吸收剂吸收的量。
• 吸收速率：NA=KG（P-P*）=K L（C*-C） • 提高吸收速率方法：提高气相主体和界面处的分
压差、浓度差或膜层的传质系数。
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
6
2．化学吸收原理
• 伴有显著的化学反应，较高的选择性和吸收速率， 能较彻底除去少量有害气体。
1）化学反应对相平衡的影响
第四章 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
1
• 本章主要内容
• 气态污染物的治理方法： • 吸收法； • 吸附法； • 催化转化法； • 冷凝法； • 燃烧法。
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
2
• 气态污染物种类多，包括无机物和有机物两大类。
• 无机气态污染物：硫化物（SO2、SO3、H2等）、 含氮化合物（NO2、NO、NH3等）、卤素化合物 （C12、HCl、HF、SiF4等）、碳的氧化物（CO、 CO2等）、氧化物及过氧化物（O3）等；
4.1.1 吸收原理
1．物理吸收原理 1）物理吸收过程的相平衡 • 亨利定律描述气液相间的相平衡关系：
当总压不高(＜0.5Mpa)，稀溶液中溶 质的溶解度与气相中溶质的平衡分压成 正比，即：c=H·p*，H为亨利常数。 2）物理吸收过程的机理 • 吸收过程是气液两相间的传质过程，用 双膜理论进行描述。 ①气液两相间有个相界面。界面两侧各有 一个稳定的滞流膜层，称气膜和液膜。 ②气液膜层将各相主体流与相界面隔开。
4.吸收操作
• 吸收操作是提高吸收效果的关键。
• 气液接触方式：顺流、逆流和错流；
• 操作方式：一次吸收和循环吸收；一个吸收塔内分为
一段吸收和多段吸收；并联吸收和串联吸收等。
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
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5.除雾 • 洗涤器内易生成“水雾”、“酸雾”或“碱雾”，
对烟囱造成腐蚀，产生结垢，排入环境造成污染。 • 解决办法：处理后烟气经过除雾器（折流式、旋风、
7
3）化学反应使吸收速率提高原因 ①化学吸收过程中，化学反应消耗了进入液相中的
溶质，溶质气体的有效溶解度增大而平衡分压降 低，增大了吸收过程推动力； ②溶质在液膜内扩散的过程中因化学反应而消耗， 减小了传质阻力，吸收系数增大。
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
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4.1.2 吸收工艺
• 吸收法净化气态污染物的工艺配置应考虑以下问题：
• 可溶的气态污染物A和吸收剂B发生可逆反应： A+B→←N。
• 获得高吸收效率的关键：选择合适的吸收剂使反 应进行比较彻底。
• 2）化学吸收机理
①气相中可溶性组分A向两相界面传递，与物理吸收
相同；
②A穿过界面溶于液相；
③A在液相中传递并与液相中物质B发生反应。
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
• 有机气态污染物：碳氢化合物（烃、芳烃、稠环芳
烃等）、含氧有机物（醛、酮、酚等）、含氮有机 物（芳香胺类化合物、腈等）、含硫有机物（硫醇、
噻吩、二硫化碳等）、含氮有机物（氯化烃、氯醇、
有机氯农药等）等。
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
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4.1 吸收法
• 吸收：气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解度不 同，或与吸收剂发生选择性化学反应，将有害组分 从气流中分离的过程。
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
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• 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
丝网和电）之后再排放。
6.气体再加热
• 高温烟气净化后，温度下降很多，直接排入大气， 在一定的气象条件下，将出现“白烟”现象；
• 另外，烟气温度低，热力抬升作用减少、扩散能力 降低，容易造成局部污染。
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
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• 加热再排放办法： • 净化后烟气与一部分未净化高温烟气混合； • 设置尾部燃烧炉：在炉内燃烧天然气或重油，产生高
温燃烧气，再与净化气混合后排放。 • 目前国外的湿式排烟脱硫装置，大多采用此法。 7.吸收液的后处理 • 吸收气态污染物产生富液，直接排放，浪费资源，造
成环境污染。 • 处理目的：恢复原有的吸收能力； • 加工成副产品回收。 • 处理方法：物理分离、化学反应等。
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术
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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• 物理吸收：溶解的气体与吸收液不发生明显的化学 反应，仅是被吸收的气体组分溶于液体。
• 例如用洗油吸收烃类蒸汽。 • 化学吸收：被吸收的气体组分与吸收液发生明显化
学反应的吸收过程。 • 如碱液吸收烟气中的SO2，用水吸收NO2。 • 气态污染物含量较低，多采用化学吸收法处理。 • 吸收法优点：捕集效率高、设备简单、一次性投资 大气污低染控。制技净术 化含SO2,H24S气,H态F污和染物N净化O技x术等污染物的废气。 4
大气污染控制技术
4 气态污染物净化技术9Biblioteka 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。
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4.1.3 吸收设备
4.1.3.1吸收设备的分类 • 根据气、液两相界面的接触形式，吸收设备分为
表面、鼓泡式和喷洒式吸收器三大类。 1．表面吸收器（填料塔） • 两相接触表面是静止液面或流动的液膜表面。 • 主要有填料塔、液膜吸收器、水浴吸收器。 • 填料塔内装有填料，填料表面被吸收液润湿，进
1.烟气除尘
• 废气含烟尘，吸收前应除去烟尘。
• 干式电除尘器或布袋除尘器；
• 湿式除尘最好，冷却和除尘作用兼备。
2.烟气的预冷却
• 烟气温度高，不宜直接吸收，降温可提高吸收效率。
• 冷却烟气方法：
• ①设置间接冷却器；
• ②直接增湿冷却；
• ③用预洗涤塔除尘增湿降温。
• 综合考虑高温烟气冷却到333K左右适宜。