第五章 吸附和吸收处理空气的原理与方法.
气体吸收操作—吸收的基本原理认知(化工单元操作课件)
1. 相内传质：由于有浓度差，在一相内部发生的物质的传递； 2. 相际传质：从一相到另一相发生的物质的传递。
化工单元操作技术
二、相组成的表示方法
1. 易混淆的名词
例：75%空气-25%NH3 混合气体
（1）组分：混合物中的每种物质（溶质和惰性气体） （2）组成：混合物中组分的相对数量关系 用x(X)表示液相组成
传质过程也称为扩散过程，扩散的推动力是浓度差。
四、相内传质（扩散）的基本方式
化工单元操作技术
气液传质过程中，界面溶解即相际传质容易发生且速度很快，前后的相内传质很重要， 是如何进行物质传递的呢？
1. 扩散现象
（1）定义：由于浓度差，物质由高浓度向低浓度转移（最终各处浓度均相等）。
（2）推动力：浓度差
化工单元操作技术
2. 表示方法： （2）质量浓度和摩尔浓度
①质量浓度：混合物中某组分的质量mi与混合物的总体积V的比值，用符号 ρi表示。
ρi =mi/V
②摩尔浓度:混合物中某组分(溶质气体)的物质的量ni与混合物总体积V的比值， 用符号 ci表示。
ci= ni/V
化工单元操作技术
二、相组成的表示方法
②推动力：浓度差（唯一条件） （静止/层流/湍流）
是不是只有静止的 流体才会发生分子
扩散？
四、相内传涡流扩散：
在流体作湍流运动的主体区内，凭借流体的湍动造成流体质点相互碰撞和混合， 使组分从高浓度向低浓度方向传递，此现象称为涡流扩散。
①机理：流体的湍动造成流体质点相互碰撞和混合 ②推动力：浓度差、质点湍动
双膜理论的应用
任务：试用双膜理论分析工业吸收过程中，如何提高吸收过程的传质速
率以强化吸收效果？
（设法减小两膜的厚度，减小传质阻力——流速越大，气膜和液膜的厚度越薄， 增大流速，可以减小传质阻力，提高吸收速率。）
《热质交换原理与设备》课件：第5章 吸附和吸收处理空气的原理与方法
§5.1 吸附材料处理空气的机理和方法 §5.2 吸收剂处理空气的机理和方法
5.1 吸附材料处理空气的机理和方法
5.1.1 吸附的基本知识和概念
（1）吸附、吸附质和吸附剂
吸附现象是产生在相异两相的边界面上的一种分子 积聚现象。吸附就是把分子配列程度较低的气相分子浓 缩到分子配列程度较高的固相中。
化学吸附起因于吸附质分子与吸附剂表面分子(原子)的化学作用， 在吸附过程中发生电子转移和共有原子重排以及化学键断裂与形 成等过程。化学吸附多是单层吸附。
很多时候物理吸附和化学吸附很难严格划分
（3）吸附平衡、等温吸附线和等压吸附线
对于给定的吸附质-吸附剂组合对，在平衡状态下吸附剂对吸 附质的吸附量可直观地表示为
真密度ρs：表示单位体积吸附剂物质的质量 颗粒密度（表观密度） ρp：为吸附剂颗粒的质量与吸附剂颗粒的体积
之比。颗粒体积包括吸附物质体积和颗粒内孔隙体积。
5.1.2 等温吸附线
常见的吸附剂的吸附等温线有
朗谬尔公式（Language isotherm）
适于单层等温吸附
弗雷德里克公式
仅用于吸附质未达到饱和状态时的吸附现象描述，出现凝结 和结晶时，吸附现象不明显
（5-1）
则其单位质量的总内能为
（5-2）
当物质的比表面积很大时，表面能就会对物质的性能产生很大 的影响。
两相物质边界上的非平衡力(表面力)使得边界表面上的分子(原 于、离子)数目与所接触相内部对应的微粒数目不同。这种非平衡力 导致的物质微粒在表面上聚集程度的改变就是通常所说的吸附。
（2）吸附的种类
吸附为界面现象，性能好的吸附剂单位质量具有较高的表面积 (称为比表面积，m2/g吸附剂)，因此好的吸附剂都为多孔介质。
第五章 吸附和吸收处理空气的原理和方法
5.1 吸附材料处理空气的原理和方法
吸附的基本知识和概念
• 吸附现象：相异二相界面上的分子积聚现象。 • 吸附：把分子配列程度较低的气相分子浓缩到分子配 列程度较高的固相中。 • 吸附剂：使气体浓缩的物体。 • 吸附质：被浓缩的物质。 例如，当某固体物质吸附水蒸气时，此固体物质就 是吸附剂，水蒸气就是吸附质。 吸附过程：干燥剂化学成分不变； 吸收过程：干燥剂化学成分改变。
Southwest Petroleum University
动态吸附除湿
在除湿的同时通过冷却水或空气将 吸附热带走，保持近似等温除湿 近似等焓过程，即被除湿的处理气流 含湿且降低的同时，温度会升高，气 流的焓值基本不变 。
除湿方 式分类
冷却 除湿 绝热 除湿
选择吸附剂的标准： 要求空气压力损失小，具有适当的强度不致粉末 化、具有足够大的吸附容量，还希望吸附剂粒水分的 移动速度快，以便能尽快地达到平衡状态。
Southwest Petr理吸附和化学吸附。 • 物理吸附：由范德华引力、氢键起作用的物理过程。 物理吸附属于一种表面现象，可以是单层吸附，也可以是 多层吸附。
Southwest Petroleum University
吸附的种类
物理吸附主要特征
线性
图 5-1
Southwest Petroleum University
等压吸附线
曲线l：高温部分，化学吸附曲线，温度升高，吸附量减小。 曲线2：物理吸附，温度升高，平衡向脱附方向移动，吸附量减小。 如果始终能达到平衡，则不论曲线l还是曲线2都沿图中虚线进行。 曲线3：物理吸附和化学吸附的过渡区，为非平衡吸附区。
动态吸附除湿
吸附剂的再生方式 • 加热再生：供给吸附剂脱附所需的热量； • 减压再生：用减压手段降低吸附分子的分压， 改变吸附平衡，实现脱附。 • 使用清洗气体再生： 借通入一种很难被吸附的气体,降 低吸附质的分压而实现脱附。 • 置换脱附再生： 用具有比吸附质更强的选择吸附 性物质来置换而实现脱附。
5.1吸附和吸收处理空气的原理与方法
5.1.5空气静态吸附除湿和动态吸附除湿
干燥循环
干燥剂的吸湿和放湿 干燥剂表面的蒸汽压与环境空气的蒸汽压差造 成的 当前者较低时，干燥剂吸湿，反之放湿，两者 相等时，达到平衡，即不吸湿，也不放湿
干燥循环示意图
吸附时的传质及其主要影响因素
吸附时的传质速度是决定装置尺寸的一个很重 要的因素。吸附时的传质速度一般认为由下列
除湿剂的特性
较强的吸湿能力 较大的溶解度 对其他组分不吸收，易分离 低黏度 高沸点，高冷凝热和稀释热，低凝固点 新芬定，低挥发性，低腐蚀性，无毒性
常用液体除湿剂
除湿剂 氯化钙 水溶液 常用露 点 (℃ ) -3～-1 浓度 (%) 毒 性 腐蚀 性 中 稳定性 稳定 主要用途 城市煤气的 除湿
E
加热器 除 湿 器
D C
K
蒸发冷 却器
房 间
蒸发冷 却器
A B
次 级 热 交 换 器
循环空气
5.2吸收剂处理空气的原理和方法 5.2.1 吸收现象简介
气体吸收是用适当的液体吸收剂来吸收气体或气体混 合物中的某种组分的一种操作。 例如，用溴化锂水溶液来吸收水蒸汽，用水来吸收氨 气。 在物理吸收过程中，吸收所能达到的极限，决定于在 吸收进行条件下的气液平衡关系。气体被吸收的程度， 取决于气体的分压力。 利用吸收剂除湿，是空气处理中常采用的方法之一。 大量吸收水分后，吸收液的浓度变稀，除湿能力也随 之降低，为连续吸湿，需将稀溶液加热浓缩(再生)。 水分蒸发，溶液浓缩后。重复使用。
① 在吸附剂粒子外的流体边界层内的传质速度； ② ③ 在吸附点的吸附反应速度。
静态吸附除湿和动态吸附除湿
第5章-吸收吸附除湿
B
A Φ=100%
等温除湿（近似等温过程）：除湿的同时通过冷却流体带 走吸附热。
B
A
Φ=100%
独立除湿的优点
1、降温除湿方法的缺点： 为了除湿，冷媒温度需较低，一般为 7~12℃， 造成以下缺点： （1）降低了制冷机的制冷系数； Q 蒸发温度 制冷系数 W 冷凝温度 蒸发温度 （2）需对冷却后的空气进行加热到适宜的送风状态， 浪费能源 ； （3）冷凝水产生霉菌。
剂脱湿，干燥剂得到再生
干燥剂吸湿量
干燥循环示意图 （高温、高p1 ，低吸湿能力） 干燥剂表面水蒸气分压力 P1 120 ℃
③ ②
10 ℃
冷却 干燥剂吸湿量
① （低温t、低p1 ，高吸湿能力）
30
15
吸附剂除湿方式 1、静态除湿：指吸附剂和密闭空间内的静止空气接触时， 吸附空气中水蒸汽。
实验室常用 稀硫酸
独立除湿 ——近年来国际空调界比较流行的 除湿概念 •什么是独立除湿? •独立除湿与用喷淋室和表冷器除湿有什么不同？ •独立除湿有哪些优点？ •独立除湿的方法是什么？
25
独立除湿 对空气的除湿与降温分开独立处理，除湿不 依赖于降温就可以实现，只利用干燥剂降低 空气中的含湿量 典型独立除湿方式主要采用吸收和吸附方式 1．吸附过程：干燥剂的化学成分不变 2．吸收过程：干燥剂化学成分改变 干燥剂：包括吸附剂和吸收剂
界面上分子和内部分子所受的力 固体内部分子所受分子间的作用力是对称的，而固体表面分子所受 力是不对称的。向内的一面受内部分子的作用力较大，而表面向外一 面所受的作用力较小， 当气体分子或溶液中溶质分子在运动过程中碰到固体表面时就会被 6 吸引而停留在固体表面上。
3
物理吸附与化学吸附的比较
吸收法净化气体污染物课件
02
吸收剂的种类与选择
吸收剂的种类
01
02
03
物理吸收剂
利用吸收剂与气体污染物 之间的物理作用进行吸收 ，如水、乙醇、石油等。
化学吸收剂
通过吸收剂与气体污染物 之间的化学反应进行吸收 ，如氢氧化钠、硫酸等。
物理-化学吸收剂
同时具备物理和化学吸收 作用的吸收剂，如酸性或 碱性盐溶液。
吸收剂的选择原则
02
吸收法通常用于处理工业废气、 汽车尾气等气体污染物，是环境 保护领域中常用的技术手段之一 。
吸收法的原理
当气体通过吸收剂时，有害物质与吸 收剂发生化学或物理反应，被吸收剂 吸收，从而实现气体净化。
吸收过程通常在常温常压下进行，操 作简单、能耗低，且可以回收利用有 害物质，具有较高的环保效益。
吸收法的应用场景
案例二：工业炉窑的烟气除尘
总结词
工业炉窑烟气除尘是吸收法净化气体污染物的又一应 用，通过吸收剂与烟气中的颗粒物反应，使其沉降下 来，达到除尘效果。
详细描述
工业炉窑在生产过程中会产生大量的烟气，其中含有颗 粒物等污染物，这些颗粒物不仅会污染环境，还会对人 类健康造成危害。因此，需要对工业炉窑的烟气进行除 尘处理。吸收法是烟气除尘的重要技术之一，通过将吸 收剂（如石灰石、熟石灰等）与烟气中的颗粒物反应， 使其沉降下来，从而达到除尘效果。该方法具有处理效 果好、技术成熟、运行稳定等优点，是目前工业炉窑烟 气除尘的主要技术之一。
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吸收法净化气体污染物课 件
目录
• 吸收法概述 • 吸收剂的种类与选择 • 吸收设备与工艺流程 • 吸收法净化气体污染物的效果与影响因素 • 吸收法净化气体污染物的案例分析 • 吸收法净化气体污染物的未来发展与挑战
热质交换原理与设备教学大纲
“热质交换原理与设备”课程教学大纲课程名称：热质交换原理与设备英文名称：Principle and Equipment Heat-Mass Exchanging课程编码：CJX0540学时：48 学分：3适用对象：建筑环境与设备工程专业本科生先修课程：传热学，工程热力学，流体力学使用教材：《热质交换原理与设备》，连之伟编著，中国建筑工业出版社，2011主要参考书：[1]《建筑环境传质学》，张寅平、张立志、刘晓华编，中国建筑工业出版社，2006[2]《热质交换原理与设备》，许为全编，清华大学出版社，1999一、课程介绍本课程为建筑环境与设备工程专业主要的专业基础课之一。
主要用于增强学生的专业理论水平，开阔学生的科学视野，从动量、热量和质量传递的统一的传递过程理论的高度上学习和研究本专业工程实践中遇到的诸如：热质交换设备的设计、加工、运行管理方面遇到的一些问题。
起到联系本专业基础课与技术课的桥梁作用，培养学生理论联系实际的能力。
掌握传输过程的基本理论及三种传输过程的类比；掌握空气热质交换理论方法和常用热质交换设备的热工计算方法，具备初步的优化设计和性能评价能力。
二、教学基本要求掌握质传递的基本规律和热质传递的类比，了解制冷剂为主的沸腾、凝结的基本规律；掌握强迫流的相变传热及固液相变热质交换基本原理，熟悉空气处理的各种途径；掌握空气与水/固表面之间的热质交换，熟悉用吸收剂的吸附材料处理空气的机理，熟悉被处理空气与室内空气发生的热质交换，了解常用热质交换设备的形式与结构、基本性能参数；掌握间壁式、混合式，有相变热质交换设备的热工计算，了解热质交换设备的评价的优化设计。
三、课程内容第一章绪论：建筑环境与设备专业涉及的热质交换现象及其设备分类，本门课程在专业中的地位与作用，本门课程的主要研究内容与方法。
第二章传质的理论基础：传质概论，扩散传质，对流传质，相际间的对流传质模型。
基本要求:理解浓度，扩散通量等基本概念，传质的两大基本方式和常见的8种形式，掌握Fick定律，Stefan定律，扩散系数概念，薄膜理论，三传的传递方程，传热传质同时传递模型的建立，雷诺类似律；了解柯尔本类似律，动量交换与热交换的类比在质交换中的应用；掌握对流传质的准则关联式，刘易斯关系式。
005 吸附和吸收处理空气的原理与方法讲解
q
q
q
典型等温 吸附线
p （I）
p （II）
q
q
p （III）
q
p （IV）
I-合成沸石等吸附系 IV-活性炭吸附水蒸气
p
p
（V）
（VI）
II-Lamgmuri型 III-活性铝等吸附系
V-BET型
VI-线性吸附
§5-1 吸附材料处理空气的原理和方法
1 吸附的基本知识和概念
3）吸附平衡、等温吸附线和等压吸附线 等压吸附线
堆积密度：
真密度：
颗粒密度：
§5-1 吸附材料处理空气的原理和方法
1 吸附的基本知识和概念
5）吸附剂的特性参数
孔径分布（测定－吸附 等温线、压汞仪等）
颗粒当量直径、单位体积表面积
§5-1 吸附材料处理空气的原理和方法
2 等温吸附线
1）朗谬尔（Langmuir）公式
q
p
θ 表面覆盖度
q 吸附剂表面的平衡吸附量
影响平衡时间的因素：吸附剂粒径、孔径大 小及分布、空气流速等。
§5-1 吸附材料处理空气的原理和方法
5 空气静态吸附除湿和动态吸附除湿
2）静态吸附除湿
吸附剂的吸附平衡时 间（无搅拌）
硅胶
§5-1 吸附材料处理空气的原理和方法
5 空气静态吸附除湿和动态吸附除湿
2）静态吸附除湿
吸附剂吸附平衡时间的测试
活性炭也具备一定的吸水能 力，所以不能认为它是憎水的， 但是有机化合物和非极性或弱极 性化合物要比水更优先强烈吸附 在它表面上，所以一般不用它来 除湿。
§5-1 吸附材料处理空气的原理和方法
3 常用吸附剂的类型和性能
常用吸湿 剂的吸附 等温线
(完整word版)“化工原理”第5章《吸收》复习题
《化工原理》第五章“吸收”复习题一、填空题1。
质量传递包括有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿______＿＿＿等过程。
＊＊＊答案＊＊＊吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥。
2. 吸收是指＿＿＿__＿＿的过程,解吸是指＿＿＿＿＿的过程。
***答案＊＊＊用液体吸收剂吸收气体，液相中的吸收质向气相扩散.3. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E＿＿＿＿，相平衡常数m＿＿＿＿，溶解度系数H＿＿_＿。
***答案*** 不变; 减少; 不变4. 指出下列组分，哪个是吸收质，哪个是吸收剂。
（1) 用水吸收HCl生产盐酸，H2O是＿_＿＿，HCｌ是＿___＿.(2）用98。
3％H2SO4吸收SO3生产H2SO4，SO3,是＿＿＿；H2SO4是＿＿＿。
（3)用水吸收甲醛生产福尔马林,H2O是＿＿＿＿；甲醛是＿＿＿。
＊**答案＊＊＊（1）吸收剂，吸收质。
（2）吸收质，吸收剂.（3）吸收剂,吸收质。
5. 吸收一般按有无化学反应分为＿＿＿＿＿，其吸收方法分为＿＿＿＿＿＿＿。
＊**答案**＊物理吸收和化学吸收；喷淋吸收、鼓泡吸收、膜式吸收。
6。
传质的基本方式有：__________和_________.＊*＊答案*** 分子扩散，涡流扩散。
7。
吸收速度取决于＿＿＿＿＿＿＿，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以＿＿＿＿来增大吸收速率。
*＊答案＊＊＊双膜的扩散速率，减少气膜、液膜厚度。
8。
由于吸收过程气相中的溶质分压总＿＿＿＿液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的＿＿＿＿。
增加吸收剂用量,操作线的斜率＿＿＿＿，则操作线向＿＿＿＿平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y－y*）＿＿＿＿。
＊**答案*＊＊大于上方增大远离增大9。
在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时,若减少吸收剂用量,则传质推动力将＿＿＿＿,操作线将＿＿＿平衡线。
**＊答案*** 减少; 靠近；10。
对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的H OG将＿＿＿＿＿，N OG将＿＿＿＿＿（增加，减少，不变）。
吸附和吸收处理空气的原理和方法
吸附和吸收处理空气的原理和方法一、引言空气中含有各种各样的污染物，如细菌、病毒、灰尘、花粉等，对人体健康产生不良影响。
因此，如何有效地处理空气成为了当前社会关注的焦点之一。
本文将介绍吸附和吸收处理空气的原理和方法。
二、吸附处理空气的原理和方法1. 吸附原理吸附是指固体表面对气体或液体分子表现出的亲和力，使之被固定在表面上。
因此，利用固体材料对空气中有害物质进行吸附是一种有效的处理方式。
2. 吸附材料常见的吸附材料有活性炭、分子筛、硅胶等。
其中，活性炭是最为常见的一种材料，具有比表面积大、孔隙多等特点。
3. 吸附设备将吸附材料填充在设备中，并通过风机将空气引入设备内部进行处理。
常见的设备包括活性炭过滤器、分子筛过滤器等。
4. 注意事项（1）定期更换吸附材料；（2）避免吸附材料受潮；（3）避免吸附材料过度饱和。
三、吸收处理空气的原理和方法1. 吸收原理吸收是指气体或液体分子在接触时发生化学反应，被溶解或被吸附到液体中。
因此，利用液体对空气中有害物质进行吸收是一种有效的处理方式。
2. 吸收材料常见的吸收材料有活性炭、活性氧化铝、二氧化硅等。
其中，活性炭是最为常见的一种材料。
3. 吸收设备将液体填充在设备中，并通过风机将空气引入设备内部进行处理。
常见的设备包括湿式电子过滤器、湿式静电除尘器等。
4. 注意事项（1）定期更换液体；（2）避免液体受潮；（3）避免液体过度饱和。
四、吸附和吸收处理空气的比较1. 处理效果相对于吸附处理，吸收处理能够更好地去除空气中的有害物质，特别是对于细菌、病毒等微小颗粒的去除效果更佳。
2. 维护成本相对于吸收处理，吸附处理的维护成本更低，更加经济实用。
3. 应用场景吸附处理适用于去除空气中的异味、烟雾等大颗粒物质；吸收处理适用于去除空气中的细菌、病毒等微小颗粒物质。
五、总结吸附和吸收是当前常见的两种空气处理方式。
根据不同的应用场景和需要，选择合适的方式进行空气处理能够有效地保障人体健康。
吸附和吸收处理空气的原理和方法
吸附和吸收处理空气的原理和方法吸附和吸收处理空气的原理和方法介绍空气中存在着各种有害物质，如污染物、异味、细菌等，对我们的身体健康和生活环境造成了很大的威胁。
吸附和吸收处理空气的技术应运而生，它是通过物质表面的吸附和吸收作用，将空气中的有害物质捕捉、分解、转化或吸收，从而净化空气。
本文将详细介绍吸附和吸收处理空气的原理和方法。
吸附的原理和方法吸附是指物质的表面对气体、液体或溶液中的分子或离子发生黏附、吸附。
吸附技术是目前常用的处理空气中有害物质的一种方法。
原理吸附过程是通过物质的表面吸附剂与有害物质之间的相互作用力来进行的。
吸附剂的表面具有一定的吸附能力，可以吸附住有害物质，从而将其从空气中去除。
吸附的力有两种，一种是物理吸附力，一种是化学吸附力。
物理吸附力是由于吸附剂表面存在吸附位和分子之间存在的范德华力引起的，可逆的，吸附剂对吸附物的选择性较小；化学吸附力是由于吸附剂表面的活性位和吸附物分子之间发生化学反应所产生的，一般为不可逆的，吸附剂对吸附物的选择性较大。
方法吸附处理空气的方法有很多，常见的吸附材料有活性炭、沸石、分子筛等。
这些吸附材料具有较大的比表面积和微孔结构，能够提供更多的吸附位，提高吸附效果。
吸附材料通常制成颗粒、颜料或筒状，以便于应用。
吸附设备在室内安装，通过风机将空气引入设备内部，然后经过吸附材料的作用，将空气中的有害物质吸附下来，从而净化了空气。
吸收的原理和方法吸收是指气体或溶液与液体或固体之间发生物质交换并被吸附到液体或固体中。
吸收技术也是处理空气中有害物质的一种方法。
原理吸收过程是通过液体或固体与有害物质之间的物质交换来进行的。
液体或固体吸收剂能够直接与有害物质发生化学反应或物理吸附，并将其从空气中去除。
方法吸收处理空气的方法有很多，常见的吸收剂有氧化钙、碱液、活性氧化铝等。
吸收剂一般溶解在溶液中或制成颗粒、板材等形式。
吸收设备通过喷淋系统或接触器将空气导入设备内部，与吸收剂接触，有害物质被吸收到吸收剂中，然后通过排污系统将吸收剂中的有害物质处理掉。
化工原理第五章吸收(传质理论之一)超详细讲解
被吸收NH3的体积： VNH3＝80*(0.25-0.053) =15.8 m3
传热过程
吸收过程
理论 将对流给热视为壁 实质 附近滞流层的热传
导过程—付立叶定
将吸收视为A穿过相界面附 近滞流双膜的分子扩散过 程—费克定律
At
T
T
t
t
A1 (T tw1 ) A2 (tw2 t )
N
DAC
DgP
RTpBg
A(
Dl (CA CS
CSl
p )
pi) A(Ci C)
作业： P185 7
§5-3 吸收速率
吸收速率决定吸收达到平衡的时间，决定吸收操作的 生产强度，是吸收设备选型和设备设计的重要依据。
一、吸收速率定义：NA= dnA/dτ 对于稳定吸收过程：NA=nA/τ mol(A)/s 吸收过程是物质的相转移过程，通过扩散方式进行。
二、扩散 1、分子扩散：物质以分子热运动方式穿过静止或滞流流 体的传递过程——特点：传递速率慢。 2 、对流扩散：物质以相对运动方式穿过湍流流体的传递 过程——特点：传递速率快。
A(Ci
C) =klA(Ci-C)
kl
DlCT
lCS
所以，可用界面附近气膜中的扩散速率：
NA=kgA(p-pi) 或液膜中的扩散速率：
计算吸收速率。
NA=klA(Ci-C)
作业： P185 12、13
六、吸收速率方程 1 气膜吸收分速率方程
空气治理原理
空气治理原理
空气治理原理指的是通过各种方法和技术来改善、净化和保护空气质量的过程。
以下是几种常见的空气治理原理：
1. 空气过滤：通过使用过滤器或过滤材料来去除空气中的颗粒物、细菌、病毒和有害物质。
过滤器可以使用物理过滤或化学吸附的方式去除空气中的污染物。
2. 燃烧处理：通过高温燃烧来分解和转化空气中的有机污染物和有害气体。
这种方法可以有效地减少有机废气和恶臭物质的排放。
3. 吸附和吸附剂：通过将有害气体吸附到吸附剂表面来净化空气。
吸附剂通常是具有高度吸附性能的材料，如活性炭。
这种方法常用于去除挥发性有机化合物（VOCs）等有毒有害气体。
4. 化学处理：使用化学方法将有害气体或污染物转化成无害或较低毒性的物质。
例如，光催化氧化技术可以利用光能催化有害气体的氧化反应，将其转化为无害的物质。
5. 空气净化器：通过使用空气净化器设备来过滤、去除和杀灭空气中的有害物质和细菌。
空气净化器通常使用多种过滤和杀菌技术，如HEPA过滤器、电子过滤器和紫外线杀菌等。
空气治理原理的选择和应用取决于具体的污染源、污染物种类和治理要求。
在实际的空气治理过程中，通常需要结合多种方法和技术来达到更好的治理效果。
第五章— 吸收法净化气态污染物 大气污染控制工程课件
二、化学吸收平衡
1.被吸收组分A与溶剂互相作用 水对氨的吸收过程就属于这种情况。这种
情况下气态污染物A在溶液中的转化过程的通式 可表示为：
2020/11/11
二、化学吸收平衡
吸收前[M]=0，被吸收组分A从气相溶入液相 后，与溶剂B进行化学反应生成M，最后达到平
衡，此时组分A进入溶剂的总浓度 c A ：
2020/11/11
二、化学吸收速率
化学吸收的速率不但取决于液相的物理 性质与流动状态，也取决于化学反应速率。 但是由于液相中有化学反应的存在，组分A
的浓度cA降低加快，这意味着液膜厚度薄，
液膜阻力减小，从而使过程吸收速率提高。
2020/11/11
二、化学吸收速率
在过程稳定的情况下，仍可采用费克定 律来描述液膜中的吸收情况：
[M] K[A]
2020/11/11
二、化学吸收平衡
由气液相平衡得到进入溶液中A的总浓度
： cA
cAH Ap* AKH Ap* A
2020/11/11
二、化学吸收平衡
3.被吸收组分与溶剂中活性组分作用 废气治理中用含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、
碳酸钠和亚硫酸钠等溶液吸收烟气中二氧化 硫就属于这种情况。对于这种情况，组分A 在溶液中的转化过程为：
由化学平衡关系式有
K [M] x [A][B] [A][1x]
将气液平衡关系 [A]HAp*A 代入得：
p*A
x
KHA(1x)
2020/11/11
二、化学吸收平衡
进入溶液中A的总浓度：
cA[A ]xB c 0H A p* A1 K K 1p 1* A p* AcB0
K1KHA，它表征了带化学反应气液平衡的特征。
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仅为降温，表冷器中冷媒温度为20 ℃左右即可； 为除湿，冷媒温度降低到7℃以下，使制冷机COP 降低。 无法使用自然冷源 再热、双重能量浪费 霉菌
固体吸附法
原理：利用某些固体吸附剂吸湿
硅胶、沸石吸水蒸汽、再生－>吸附、脱附 固 气
包括固体床吸附法和转轮法； 优点：技术较为成熟，可靠性高； 缺点：
朗谬尔公式
q bp qm 1 bp
限制条件: 吸附分子间无相互作用,且为单层吸附。 当bp>>1时，即整个表面被单分子层所覆盖
1或 q q m
当bp<<1时，即亨利公式
bp
等温吸附线(Adsortion Isotherms)
弗雷德里克公式
q kC
吸附时，气体先通过气膜到达颗粒表面，然后才 向颗粒内扩散，脱附时则逆向进行。 计算公式和浓度方程
mv hm a ( d d s ) Sh 1.15 Re Sc
0 .5
1/ 3
5. 空气静态吸附除湿和动态吸附 除湿
干燥循环 干燥剂：吸附空气中水蒸气的吸附剂。 运行条件：干燥剂表面的蒸汽压与环境空气的 蒸汽压差造成干燥剂吸湿和放湿。 吸湿量对干燥剂蒸汽压有影响：吸湿量增加， 表面蒸汽压随之增大。 再生过程：干燥剂表面蒸汽压超过周围空气的 蒸汽压时，干燥剂脱湿。
体积较大， 再生过程吸附剂需要频繁加热与冷却，能耗较高， 一次性使用吸湿剂又成本过高。
液体吸收法
原理：利用某些吸湿性溶液吸收空气中的水分；
氯化锂、溴化锂吸水蒸汽、再生－>吸收、再生 液 气 传热表面即使降到0℃以下也不会结霜； 除湿盐溶液具有杀菌性；
优点：
缺点：若溶液流速选得不合适将产生溶液飞沫， 并随空气一起进入管道，腐蚀金属。
吸附种类
物理吸附－>分子间范德华力引起，无化学反应，是可 逆吸附
吸附质和吸附剂之间不发生化学反应； 对所吸附的气体选择性不强； 吸附过程快，参与吸附的各相之间瞬间达到平衡； 为低放热反应，放热量比相应气体的液化潜热稍大； 吸附力不强，在条件改变时可以脱附。 以硅胶和水蒸气(物理吸附)为例， 硅胶+水蒸汽－>硅胶•nH2O+Q(>凝结热)
过渡孔 15-2000 10-400 大孔 >2000 0.5-2
微孔 有效半径（埃） 5-15 >400 比表面积 （m2/g）
特点
在微孔的整个 空间存在着吸 附力场
沸石、某些活 性炭
进入微孔的主 要通道
硅胶、铝凝胶
通向吸附剂颗 粒内部的粗通 道
代表物质
吸附剂的特性参数 ：
吸附剂密度：堆积密度ρ 、真密度（ρs） 、 颗粒密度（ρp）
空气除湿方法
冷却除湿法 固体吸附法（固体床吸附法和转轮法） 液体吸收法 膜法 具体采用哪种方法，要根据除湿空气的风量、 压力、温度和空气的含湿量，结合具体的应用 背景进行选择。
冷却除湿法
原理：利用湿空气被冷却到露点温度以下，将 冷凝水脱除的除湿方法，又称露点法或冷冻法； 空气冷却器除湿或喷淋室除湿的方法属于冷却 除湿； 缺点：
极性吸附剂（亲水性）：硅胶、多孔活性铝、 沸石等铝硅酸盐 非极性吸附剂（憎水性）：活性碳 硅胶、活性氧化铝及沸石的性能比较
4.吸附传质机理与数学模型
传质速度是决定吸附性能的重要因素之一； 传质速度由以下机理决定：
在吸附剂颗粒外流体边界层内的对流传质； 在吸附剂颗粒内部被吸附物质的分子扩散； 在吸附点进行的吸附反应。
膜法除湿
原理：利用亲水性除湿膜进行除湿，即利用渗 透分离。 膜科学技术是一门新兴的高分离、浓缩、提纯、 净化技术。 膜法除湿研究领域主要集中在三个方面：压力 除湿、膜法全热回收和膜湿泵。 优点：能耗低。 缺点：制备工艺复杂,如果是液体还要对料液 进行预处理，以防堵塞。
5.1 吸附材料处理空气的机理和方法 1.基本知识和概念
几个名词
吸附现象：相异二相界面上的一种分子积聚现象。 吸附(adsorption)：把分子配列程度较低的气相 分子浓缩到分子配列程度较高的固相中。 吸附剂(adsorbent)：使气体浓缩的物质。 吸附质(adsorbate) ：被浓缩的物质。 例如: 硅胶（吸附剂），水蒸汽（吸附质）
第五章吸附和吸收处理空 气的原理与方法
5.1吸附材料处理空气的机理和方法 5.2吸收剂处理空气的机理和方法
除湿概念
水分凝结成雾或露对工业生产有严重影响； 空气压缩后结露造成危害； 湿度对人体的主要影响是舒适性； 湿度对空气中污染物影响； 湿度对生物污染物也有重要影响； 除民用建筑外，在汽车、坦克、飞行器、舰艇、 地下室等特殊环境中也需要进行除湿。
化学吸附－>有化学反应
吸附平衡和吸附等值线
一般，吸附量可表示成温度和压力的函数：
q=f(p,T)
平衡态下等值线有：
吸附等压线：q＝f(T), p=const 吸附等温线（经常使用）：q＝f(p)，T＝const
吸附剂结构：多孔介质，比表面积
按孔隙大小分为三类：微孔 、过渡孔、 大孔
1/ n
若1/n在0.1－0.5之间，吸附容易进行，1/n大于0.5 时，则吸附很难进行。 限制条件：仅用于吸附质未达到饱和状态时。 当吸附表面出现凝结和结晶时，吸附现象则不明显 了。
BET公式
qm k p / p0 q (1 p / p 0 )(1 p / p 0 k p / p 0 )
适用范围：多分子层吸附，0.05<p/p0<0.35。
微孔吸附
与吸附质分子大小相当的微孔，其周壁的吸引 力使吸附剂分子填充微孔而产生吸附作用。 对于给定的吸附剂和吸附质，吸附平衡与温度 无关，可用吸附势表示： q W W ( Es )
p E s RT ln ps
3. 常用吸附剂的类型和性能
真度（ρs）
堆积密度ρ
ρ<
颗粒密度（ρp）
ρp < ρs
吸附剂的特性参数
多孔体的外观体积： V
堆
V隙 V孔 V真
孔径分布：通常使用吸附等温线的数据来计算孔 径分布； 颗粒当量直径、单位体积表面积
d s 6 / sv sv S p / V p
2.等温吸附线(Adsortion Isotherms)