气体吸收
吸收机理 气液平衡 物理吸收 化学吸收
第一节 气体扩散
气态污染物脱除过程的单元操作
流体输送
热量传递 质量传递 气体扩散过程
➢分子扩散－分子运动引起 ➢湍流扩散－流体质点运动引起
气体扩散
在气相中的扩散（Gilliland 方程）
DAB
1.8
104
T 0.5
[VA0.5
V 0.5 B
大气污染控制工程下册
什么是有害气体？与含尘气体有什么区别？ 有害气体的控制方法有些？ 如何将空气中的有害体去除？ 就你所学过的知识，如何去除？
大气污染控制工程
一、颗粒污染物的净化——气溶胶 二、有害气体的净化——气态污染物
1、气态污染物净化的一般原理 根据蒸气压差异进行净化 根据分子态污染物溶解度的不同 利用分子状物质的选择吸附作用 利用污染物分子与附加物质进行特定的化 学反应
0.072 0.084 0.0268 0.0315
0.00213 0.00275
283K 12.6 6.36 6.68 5.49 4.42 3.27 2.97 2.18 1.89 0.768 0.248 0.148 0.141 0.104 0.096 0.0367
DAB
7.4 1010
( M B )0.5T BVA0.6
B ——液体的粘度，cPa ——溶剂的缔结因数，水2.6，甲醇1.9。乙醇1.5，
非缔结溶剂如苯、乙醚均为1.0
扩散系数随溶液浓度变化很大 上式只适用于稀溶液
气体在液相中的扩散
某些物质在水中的扩散系数（20oC，稀溶液）
第二节 气体吸收
液体主相
双膜理论
双膜模型
气相分传质速率
NA ky ( y A yAi )
液相分传质速率NA kg ( p A pAi )
NA kx ( x Ai xA )
N
总传质速率方程
A
kl (c Ai
cA )
xAL
NA K y ( y A yA* )
NA
KAg
(
p
A
p* A
)
NA Kx ( xA* xA )
每个微表面元与气体接触时间都为 界面上微表面元在暴露时间内的吸收
速率是变化的
气液界面 流体微元
液体主相
吸收机理
3.表面更新模型
➢假定:
各表面微元具有不同的暴露时间,t=0- 各表面元的暴露时间(龄期)符合正态分布
4. 其它模型
➢表面更新模型的修正 ➢基于流体力学 表示（单组分） P EX
X —吸收质在液相中的摩尔分率
对 X来说： 物理吸收—溶解于液相中的吸收质的量
于
化学吸收—未参加反应的量
E —享利系数,单位与气相压相同（atm）
气体在水中的亨利系数值见下表
气体在水中的亨利系数值
气体 氦 氢 氮
空气 一氧化碳
氧 甲烷 一氧化氮 乙烷 乙烯 臭氧 COS 氧化亚氮 二氧化碳 乙炔 硫化氢
H c /(x E)
H S /(MS E)
一、气体在液相中的平衡溶解度
溶解度是系统的温度、总压、气相组成的函数
即 CA t, P, PA
当 P 不太高＜5atm时，认为P对溶解度的影响可忽略，
t 当温度 一定时。
CA f PA
PA —A组分在气相中的分压。
若以组成在溶液中的浓度为自变量，则
]2
MA
A
1
M
A
1 0.5
M
A
DAB ——扩散系数，cm2/s T ——绝对温度，K M ——气体的摩尔质量
V ——气体在沸点下呈液态时的摩尔体积， cm3/mol
气体在气相中的扩散
扩散系数
➢物质的特性常数之一 ➢影响因素：
介质的种类 温度 压强 浓度
气体在气相中的扩散
部分气体在空气中的扩散系数（0oC，101.33kPa）
NA
K
Al
(c* A
cA )
思考题
气体在气相中的扩散与液相中的 扩散有什么不同？
扩散与去除有害气体的相互关系 是什么？
第二节 气体的吸收
吸收设备
污染气体 入口
搅拌器
清洁气体 出口
水洗喷管
去湿器 浆液喷嘴
循环泵
氧化空气 入口
多孔板
吸收设备
填料塔
填 料 塔
泡沫颗粒滤珠填料（EPS发泡塑料滤珠） 直径50空心球
PA* F CA
1、当溶解达到平衡时，平衡溶解度 C（A* 气液平衡）
CA* f PA
PA* F CA
2、享利定律 对于压力不太大的稀溶液，在一定温度下，气体在液
体中的溶解度与该气体的平衡分压成正比。 ①当溶质含量以 X 表示（单组分） ②溶质含量以浓度 C (mol/m3,kmol/m3) 表示时
溴
273K 12.9 5.79 5.29 4.32 3.52 2.55 2.24 1.69 1.26 0.552 0.194 0.092 ─ 0.0728
278K ─ 6.08 5.97 4.88 3.96 2.91 2.59 1.93 1.55
0.653 0.218 0.117 0.117 0.0876
供应丝网波纹填料
鲍耳环填料
拉西环，矩鞍环，异鞍环，十字环，鲍尔环
气液平衡
平衡－吸收过程的传质速率等于解吸过 程
溶解度
每100kg水中溶解气体的kg数
气液平衡
常见气体的平衡溶解度
亨利定律
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
参数换算
c H p* x p* / E y* m x
吸收机理
1.双膜模型（应用最广）
➢假定: 界面两侧存在气膜和液膜,膜内 为层流, 传质阻力只在膜内 气膜和液膜外湍流流动,无浓度 梯度, 即无扩散阻力 气液界面上,气液达溶解平衡 即:CAi=HPAi 膜内无物质积累,即达稳态.
吸收机理
2.渗透模型
假定:
气液界面上的液体微元不断被液相主 体中浓度为CAL的微元置换
扩散系数的测量
Stephan过程
DAB
RT P ln(PB1 / PB2 )
Al
MA
L22 L12 2t
Al ——液体A的密度，g/m3
L1 ——液体的初始高度，cm
L2 ——液体的最终高度，cm
t ——变化时间，s
PB1, PB2 ——分别为初始和最终时的空气分压
气体在液相中的扩散
在液相中的扩散系数 ➢估算方程
2、净化方法
冷凝法(蒸气态污染物)一级处理 液体吸收法 固体吸附法
催化转化法 直接燃烧1000℃以上
燃烧法 热力燃烧700-800℃ 催化燃烧300-400℃
大型脱硫设备
有 机 废 气 浓 缩 吸 附 净 化 设 备
酸碱废气净化塔
第七章 气态污染物控制技术基础
气体扩散
气体在气相中的扩散 气体在液相中的扩散