吸收净化法工艺设备
逆流填料塔
塔内装有填料，填料表面被吸收液 润湿，进行表面吸收。塔内装有支 撑板，板上堆放填料层，喷淋的液 体通过安装在填料上部的分布器洒 向填料。在吸收塔内，气体和液体 经常逆流接触，即吸收剂自塔顶向 下喷淋，气体从塔底被送入，沿填 料间空隙上升，填料的润湿表面作 为气液接触的传质表面。常用的填 料塔填料种类有拉西环、鲍尔环、 鞍形和波纹填料等。
增大气速对吸收有利。 • 当气体溶解度很小时，液膜阻力为控制因素，
增大液体流量，增强湍流程度对吸收有利。
吸收法平衡理论-双膜理论
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 • 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
吸收净化法定义
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。 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、一次性投资低。 净化含SO2,H2S,HF和NOx等污染物的废气。
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。
吸收法平衡理论-双膜理论
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。
／m3。 • C—溶质的平衡浓度k mol／m3 • P—相平衡的气相压，kPa；
吸收法平衡理论-双膜理论
• 式中的(P-P*) 和(C*-C)是以分压差和浓度差表 示的过程总推动力，
• 而1／KG、1／K L则表示吸收过程总阻力。 • 吸收过程的总阻力为气膜阻力与液膜阻力之和。 • 吸收总系数KG、K L可以通过实验获取。 • 当气体溶解度很大时，气相传递为控制因素，
吸收净化法工艺设备
• 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 • 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。 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
吸收法平衡理论-双膜理论
相互接触的气－液两相之间存在一稳定的相界面，在
相界面两侧分别存在两层滞留膜，即气膜和液膜，气
膜以外为气相主体，液膜以外为液相主体。பைடு நூலகம்
气体的吸收过程： 1、被吸收组分从气相主体通过气膜边界向气膜移动； 2、被吸收组分从气膜向相界面移动； 3、被吸收组分在相界面处溶入液相； 4、溶入液相的被吸收组分从相界面向液膜移动； 5、溶入液相的被吸收组分从液膜向液相主体移动。 传质阻力 1、在相界面处，气液处于平衡状态，无传质阻力存在； 2、在气膜和液膜中，被吸收组分靠扩散作用进行传质，
吸收净化法原理-亨利定律
• 在一定温度下，当压力不高时，对于稀溶液的吸收 过程符合亨利定律，即吸收质在液体中的溶解度与 气相中吸收质的平衡分压成正比。表示式为：
• c=H·P* x=P*/E y*=m·x • 上式均称为亨利定律 • 式中 c—溶质的平衡浓度k mol／m3 • H—溶解度系数，kmol／(m3·kPa) • P*—溶质组分在气体中的平衡分压， kPa • x—溶质在液相中的摩尔分数 • E—亨利系数， kPa • y*—溶质在气相中的体积分数 • m—相平衡常数，量纲为一。
大气污染物的吸收净化技术
北京大学环境科学与工程学院 黄斯乔
大气污染物介绍
大气污染物种类多，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； 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。
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、马鞍形填料、波纹填料、蜂 窝填料等。
• 填料塔具有结构简单、便于制造，汽液接触良 好，压降较小等优点。缺点是当烟气中含有悬 浮颗粒时，填料容易堵塞，清理检修时填料损 耗大。
吸收净化法工艺设备
鲍尔环
海尔环
阶梯环
吸收净化法工艺设备
陶瓷波纹填料
蜂窝填料
吸收净化法工艺设备
• 为保证填料塔运行稳定，一般要求液体喷淋密 度在10m3/m2·h以上，并力求喷淋均匀。填料 塔的空塔气速一般为0.3~1.5m／s，压降通常为 0.15~0.60kPa/m填料，液气比为0.5~2.0kg/m3。
存在气膜阻力和液膜阻力； 3、在气相主体和液相主体中，各组分充分混合，浓度均
一，无浓度梯度，无扩散阻力； 4、整个过程的传质阻力等于气膜阻力与液膜阻力之和； 5、传质速率取决于气膜和液膜的分子扩散速率。
吸收法平衡理论-双膜理论
• 溶质组分通过气膜和液膜吸收速率为： • NA=KG(P-P*)=K L(C*-C) • 式中KG—气相吸收总系数，kmol／(m2·s·kPa)； • K L—液相吸收总系数，m／s； • P*—与液相浓度相平衡的气相分压，kPa； • C*—与气相分压相平衡的液相浓度，kmol