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1、空气净化原理与设备安全,1,6.1 概 述 6.2 吸收净化法 6.3 吸附净化法,第6章 有毒有害气体的净化,空气净化原理与设备安全,2, 排入大气的有害气体净化方法 燃烧法利用废气中某些污染物可以氧化燃烧的特性。 冷凝法利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压的性质。 适用：浓度高，冷凝温度高的有害蒸气或可用于预处理。效率低。 吸收法利用废气中不同组分在液体中具有不同溶解度的性质。 适用：应用广泛，特别是无机气体，可同时除尘。用于处理气体两 大的场合，但需要对排水进行处理。效率高。 吸附法利用多孔性固体吸附剂对废气中各组分的吸附能力不同。 适用：低浓度有害气体净化，特别是各种有机溶剂蒸气。效
2、率高， 可达100%。,空气净化原理与设备安全,3,物理吸收：一般没有明显的化学反应，可看作是单纯的物理溶 解过程。可逆，解吸时不改变被吸收气体的性质。 化学吸收：伴有明显的化学反应，效率高。,吸收过程的基本理论,1） 基本概念,吸收质：被吸收气体。 吸收剂：吸收用的液体。 惰 气：气相中不参与吸收的气体。,易溶气体：容易溶解的气体。 难溶气体：不易溶解的气体。,空气净化原理与设备安全,4,2）浓度表示法,摩尔分数：指气相或液相中某一组分的摩尔数与该混合气体或溶液的 总摩尔数之比。,液 相,气 相,空气净化原理与设备安全,5,比摩尔分数,液 相,气 相,例：已知氨水中氨的质量百分数为25%，求
3、氨的摩尔分数和比摩尔分数。,空气净化原理与设备安全,6,摩尔分数和比摩尔分数的关系,液 相,气 相,空气净化原理与设备安全,7,3）气液平衡关系,空气净化原理与设备安全,8,空气净化原理与设备安全,9,对于稀溶液和气相中吸收质的分压力不太高时（一般PA5atm），气液平衡关系可表示为：,亨利定律,E亨利常数 atm kpa x液相中吸收质浓度 X液相中吸收质浓度 C气体的溶解度kmol/m3 H溶解度系数kmol/(m3 atm) m相平衡系数 y*平衡状态下气相中吸收质的浓度 Y*与液相浓度相对应的气相中吸收质平衡浓度,空气净化原理与设备安全,10,气液平衡关系的应用,1）设计中判断吸收的难
4、易程度,已知XA，查出Y*，若气相吸收质的起始浓度Y Y*，吸收可以进行。Y= Y -Y*越大，吸收越易进行。,2）运行中判断吸收已进行到什么程度,吸收中，随液相吸收质浓度的， Y* ，当Y* 接近气相中吸收质浓度Y时，说明Y很小，吸收难以进行。,空气净化原理与设备安全,11,吸收过程的机理,适用于一般的吸收操作和具有固定界面的吸收设备，但不完全适用于气液湍动程度较剧烈的吸收过程。其基本特点如下：,1）相界面两侧分别存在气膜、液膜，吸收质是以分子扩散方式通过两个膜层。 2）吸收过程的阻力主要是吸收质通过气膜和液膜时的分子扩散力阻力。 3）无论气液两相主体中吸收质浓度是否达到平衡，在相界面上气液
5、两相总是处于界面平衡。,双模理论,空气净化原理与设备安全,12,吸收速率方程,当m较小时,当m较大时,说明：吸收过程的阻力主要是气膜阻力。,说明：吸收过程的阻力主要是液膜阻力。,空气净化原理与设备安全,13,强化吸收的途经,1）增加气液的接触面积； 2）增加气液的运动速度，减小气液膜厚度，降低吸收阻力； 3）采用相平衡系数m较小的吸收剂； 4）增大供液量，降低液相主体浓度，增加吸收推动力。,空气净化原理与设备安全,14,原理：气相分子和吸附剂表面 分子间的吸引力使气相 分子吸附在吸附剂表面。吸附质：被吸收气体。 吸附剂：吸附用的材料。 物理吸附：分子间的吸引力（ 范德华力）吸附。可逆 化学吸附：化学反应力吸附。 不可逆 常用的吸附剂：,空气净化原理与设备安全,15,静活性：在一定的温度、压力下，处于饱和状态的单位质量吸附剂所吸附 的气体量。 动活性：从开始工作到吸附层被穿透，该吸附层内单位质量吸附剂所吸附 的气体量。,静活性与动活性,穿透：气流通过吸附层时，开始 出口吸附质浓度基本为零， 经过一段时间后，在出口出 现吸附质的现象。 穿透时间：经历穿透的时间。,空气净化原理与设备安全,16,本章要求, 掌握有害气体的净化方法、吸收和吸附机理。 了解有害气体的净化设备。,空气净化原理与设备安全,17,