1、第七章第七章 气态污染物控制技术基础气态污染物控制技术基础l气体扩散气体扩散 l气体吸收气体吸收 l气体吸附气体吸附 l气体催化净化气体催化净化l掌握气体扩散、气体吸收、吸附和催化的基掌握气体扩散、气体吸收、吸附和催化的基本原理和过程本原理和过程 l了解常用吸收剂、吸附剂和催化剂的特性了解常用吸收剂、吸附剂和催化剂的特性 l初步学会设计吸收塔、吸附床和催化转化器初步学会设计吸收塔、吸附床和催化转化器建议学时数：9学时（自学）第一节第一节 气体扩散气体扩散l气态污染物脱除过程的单元操作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l 气体扩散过程气体扩散过程分子扩散分子运动引起湍流扩散流体
2、质点运动引起气体扩散气体扩散l在气相中的扩散（在气相中的扩散（Gilliland 方程）方程）0.540.50.50.52111.8 10AABAABABMTDMMVVV气体在气相中的扩散气体在气相中的扩散l扩散系数扩散系数物质的特性常数之一影响因素：l介质的种类介质的种类l温度温度l压强压强l浓度浓度气体在气相中的扩散气体在气相中的扩散l部分气体在空气中的扩散系数（部分气体在空气中的扩散系数（0oC，101.33kPa）扩散系数的测量扩散系数的测量lStephan过程过程2212112ln(/)2AABBBALLRTDPppMt1A1Bp2Bp气体在液相中的扩散气体在液相中的扩散l在液相中的
3、扩散系数在液相中的扩散系数估算方程扩散系数随溶液浓度变化很大上式只适用于稀溶液0.5100.5()7.4 10BABABMTDV气体在液相中的扩散气体在液相中的扩散l某些物质在水中的扩散系数（某些物质在水中的扩散系数（20oC，稀溶液），稀溶液）第一节第一节 气体吸收气体吸收l吸收机理吸收机理 1.双膜模型（应用最广）双膜模型（应用最广）假定假定:l界面两侧存在气膜和液膜界面两侧存在气膜和液膜,膜内膜内为层流为层流, 传质阻力只在膜内传质阻力只在膜内l气膜和液膜外湍流流动气膜和液膜外湍流流动,无浓度无浓度梯度梯度, 即无扩散阻力即无扩散阻力l气液界面上气液界面上,气液达溶解平衡气液达溶解平衡
4、即即:CAi=HPAil膜内无物质积累膜内无物质积累,即达稳态即达稳态.吸收机理吸收机理l2.渗透模型渗透模型假定:流体微元气液界面液体主相l气液界面上的液体微元不断被气液界面上的液体微元不断被 液液相主体中浓度为相主体中浓度为CAL的微元置换的微元置换l每个微表面元与气体接触时间都每个微表面元与气体接触时间都为为 l界面上微表面元在暴露时间界面上微表面元在暴露时间 内的内的吸收速率是变化的吸收速率是变化的吸收机理吸收机理l3.表面更新模型表面更新模型流体微元气液界面液体主相假定:l各表面微元具有不同的暴露时间各表面微元具有不同的暴露时间,t=0- l各表面元的暴露时间各表面元的暴露时间(龄期
5、龄期)符合正态分布符合正态分布l 4. 其它模型其它模型表面更新模型的修正基于流体力学的传质模型界面效应模型双膜理论双膜理论l双膜模型双膜模型气相分传质速率液相分传质速率总传质速率方程()()AyAAiAgAAiNkyyNkpp()()AxAiAAlAiANkxxNk cc*() () () ()AAAyAAAxAAAAgAAAlANKyyNKxxNKppNKcc气液平衡气液平衡l平衡吸收过程的传质速率等于解吸过程平衡吸收过程的传质速率等于解吸过程l溶解度溶解度每100kg水中溶解气体的kg数气液平衡气液平衡l平衡吸收过程的传质速率等于解吸过程平衡吸收过程的传质速率等于解吸过程l溶解度溶解度每
6、100kg水中溶解气体的kg数亨利定律亨利定律l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l参数换算参数换算*/cH pxpEym x/()/()SSHcx EHME吸收系数吸收系数吸收系数的不同形式传质阻力传质阻力传质阻力吸收系数的倒数1xymkk1yxmKk 气膜控制（ ， ）l易溶气体（碱或氨液吸收易溶气体（碱或氨液吸收SO2）11yyKk1yxmkk 液膜控制（ ， ）l难溶气体（稀碱溶液吸收难溶气体（稀碱溶液吸收CO2，水吸收，水吸收O2）11 yyxmKkk 传质总阻力气相传质阻力液相传质阻力l例：例：传质过程传质过程l吸收系数的影响因素吸收系数的
7、影响因素吸收质与吸收剂设备、填料类型流动状况、操作条件l吸收系数的获取吸收系数的获取实验测定；经验公式计算；准数关联计算传质过程传质过程l吸收系数的影响因素吸收系数的影响因素吸收质与吸收剂设备、填料类型流动状况、操作条件l吸收系数的获取吸收系数的获取实验测定；经验公式计算；准数关联计算传质过程传质过程l吸收系数的影响因素吸收系数的影响因素吸收质与吸收剂设备、填料类型流动状况、操作条件l吸收系数的获取吸收系数的获取实验测定；经验公式计算；准数关联计算传质过程传质过程l吸收系数的影响因素吸收系数的影响因素吸收质与吸收剂设备、填料类型流动状况、操作条件l吸收系数的获取吸收系数的获取实验测定；经验公式
8、计算；准数关联计算界面浓度的计算界面浓度的计算l作图法作图法()()AyAAixAiAAAixAiAyNkyykxxyykxxk l 解析法解析法稀溶液亨利定律+传质方程界面浓度的计算界面浓度的计算l作图法作图法()()AyAAixAiAAAixAiAyNkyykxxyykxxk l 解析法解析法稀溶液亨利定律+传质方程物理吸收物理吸收l操作线方程操作线方程l操作线、平衡线和吸收推动力操作线、平衡线和吸收推动力1111()()SSBBLLLLYXYXXYXGGGG物理吸收物理吸收l最小液气比最小液气比12min*12()SBLYYGXX12min1max2()SBLYYGXX物理吸收物理吸收l最小液气比最小液气比12min*12()SBLYYGXX12min1max2()SBLYYGXX
