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第四章 净化气态污染物的方法我们都知道，大气污染物分类为气态污染物和颗粒状污染物，本章是针对于气态污染物的处理方法进行学习。
工程上净化气态污染物的方法主要有以下几种：利用溶液的溶解作用所组成的气体吸收净化；利用固体表面吸附作用的吸附净化；利用某些催化剂的催化转化；有机物的高温焚烧等方法。
§1 吸收法净化气态污染物吸收法净化气态污染物是利用气体混合物中各种成分在吸收剂中的溶解度不同，或者与吸收剂中的组分发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的操作过程。
吸收分为物理吸收和化学吸收两大类。
吸收过程无明显的化学反应时为物理吸收，如用水吸收氯化氢。
用水吸收二氧化碳的感。
吸收过程中伴有明显化学反应时为化学吸收，如用碱液吸收难以达到排放标准，因此大多数采用化学吸收。
吸收法不但能消除气态污染物对大气的污染，而且开可以使其还可以使其转化为有用的产品。
并且还有捕集效率高、设备简单、一次性投资低等优点，因此，广泛用于气态污染物的处理。
如处理含有SO 2、H 2S 、HF 和NO x 等废气的污染物。
一、吸收平衡理论物理吸收时，常用亨利定律来描述气液两相间的平衡，即i i i x E p =* 式中*i p ——i 组分在气相中的平衡分压，Pa ；i x ——i 组分在液相中的浓度，mol%；i E ——i 组分的亨利系数，Pa 。
若溶液中的吸收质（被吸收组分）的含量i c 以千摩尔/米3表示，亨利定律可表示为： i i i H c p =*或i i i p H c =i H ——i 气体在溶液中的溶解度，kmol/m 3·Pa 。
亨利定律适用于常压或低压下的溶液中，且溶质在气相及液相中的分子状态相同。
如被溶解的气体在溶液中发生某种变化（化学反应、离解、聚合等），此定律只适用于溶液中未发生化学变化的那部分溶质的分子浓度，而该项浓度决定于液相化学反应条件。
二、双膜理论吸收是气相组分向液向转移的过程，由于涉及气液两相间的传质，因此这种转移过程十分复杂，现已提出了一些简化模型及理论描述，其中最常用的是双膜理论，它不仅用于物理吸收，也适用于气液相反应。
毕业设计----汽油机H C排放的生成机理及净化措施-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN汽油机HC排放的生成机理及净化措施摘要汽车作为现代化交通工具，给人们的生产与生活带来了极大方便。
可是它的尾气排放物却给大气环境造成了严重污染。
通过对汽车尾气中的固体悬浮微粒、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、铅和黑烟等有害成份及其危害机理进行分析。
探讨了治理汽车尾气污染的主要原因，提出了汽车尾气污染防治的若干对策。
本文主要论述了车用汽油机HC排放物控制的必要性，探讨了HC的生成机理及其影响因素，介绍了各种车用汽油机HC排放的控制技术，分析了各种净化技术的特点和存在的问题。
关键词：汽油机；碳氢化合物；生成机理；净化措施Generation Mechanism of HC from Vehicle Gasoline Engine and ItsEmission Control TechniqueAbstractAs the modern means of transportation, automobiles bring great convenience to peoplep's life and production. However, the exhaust emissions cause terrible pollution to atmospheric environment. Analyzing harmful components: solid suspended particles, Carbonmonoxide, Nitrogen oxides, Hydrocarbons, Lead and smoke and it’s hazards analyses of the mechanism, the author discusses the main reasons of managing vehicle exhaust pollution and puts forward a number of countermeasures of controlling and prevention of automobile exhaust pollution.The article discusses the necessity of HC emissions control from vehicle gasoline engine, as well as the generation mechanism of HC and it’s influence factors. HC emission control techniques of all kinds of vehicle gasoline engines are introduced along with the features and problems of respective purification technique.Key word: gasoline engine; HC; generation mechanism; purification measures目录1 绪论 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。
VOCs催化燃烧的催化剂原理、应用及常见问题催化燃烧技术作为VOCs废气处理工艺之一，因为其净化率高，燃烧温度低（一般低于350℃），燃烧没有明火，不会有NOx等二次污染物的生成，安全节能环保等特点，在环保市场应用有了很好的发展前景。
催化剂作为催化燃烧系统的关键技术环节，催化剂的合成技术及应用规则就显得尤为重要。
1、催化燃烧反应原理催化燃烧反应原理是有机废气在较低温度下在催化剂的作用下被完全氧化和分解，达到净化气体目的。
催化燃烧是典型的气固相催化反应，其原理是活性氧参与深度氧化作用。
在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低反应的活化能，同时使反应物分子富集在催化剂表面上以提高反应速率。
借助于催化剂，有机废气可以在较低的起燃温度下无焰燃烧并且在释放大量热量，同时氧化分解成CO2和H2O。
催化燃烧的催化剂反应原理图2.什么是低温催化剂低温催化剂性能指标：起燃温度≤200℃，氧化转化效率≥95%，孔密度200-400cpsi，抗压强度≥8MPa。
3.VOCs催化剂在催化燃烧系统中的作用与影响通常VOCs的自燃烧温度较高，通过催化剂的活化，可降低VOCs 燃烧的活化能，从而降低起燃温度，减少能耗，节约成本。
另外：一般（无催化剂存在）的燃烧温度都会在600℃以上，这样的燃烧会产生氮氧化物，就是常说的NOx,这也是要严格控制的污染物。
催化燃烧是没有明火的燃烧，一般低于350℃，不会有NOx 生成，因此更为安全和环保。
4.什么是空速？影响空速的因素有哪些在VOCs催化燃烧系统中，反应空速通常指体积空速（GHSV），体现出催化剂的处理能力:反应空速是指规定的条件下，单位时间单位体积催化剂处理的气体量，单位为m3/(m3催化剂•h)，可简化为h-1。
例如产品标注空速30000h-1：代表每立方催化剂每小时能处理30000m3废气。
空速体现出催化剂的VOCs处理能力，因此和催化剂的性能息息相关。
5.贵金属负载量与空速的关系，贵金属含量是越高越好吗？贵金属催化剂的性能与贵金属的含量、颗粒大小和分散度相关。
建立大气污染物溯源模型及其应用研究随着经济快速发展和城市化过程的加快，大气污染问题日益严重。
如何有效地治理大气污染已经成为许多国家和地区亟待解决的问题。
建立大气污染物溯源模型，对于污染来源和治理提供有力的科学依据。
一、大气污染物溯源模型大气污染物溯源模型是一种利用大气环境和大气污染物相互关系的数学模型，通过对大气环境和污染物的数值分析和模拟，推断污染物来源和传输路径，从而解决大气污染物的来源和治理问题。
大气污染物溯源模型的建立需要依靠大量的空气污染物监测数据和相关环境数据。
其中，利用地面监测数据建立模型的方法主要有统计分析法、计算机模拟法、污染事件回溯方法等。
而利用卫星遥感数据建立模型的方法，则主要有遥感监测法、极化雷达监测法、光学遥感监测法等。
二、大气污染物溯源模型的应用大气污染物溯源模型的应用可以为大气环境管理和污染治理提供有力的科学依据。
下面，分别从大气污染监测、污染物来源识别、污染物传输规律及治理策略制定四个方面探讨其应用。
1. 大气污染监测大气污染监测是大气污染控制的第一步，也是了解污染物来源、传输路径的重要手段。
基于大气污染物溯源模型，可以对污染物进行监测和分析，从而精确掌握污染源及其污染程度。
这有助于科学地制定大气污染控制方案和评价污染治理效果，提高大气环保的水平。
2. 污染物来源识别大气污染物溯源模型可以通过对空气污染物源的分析，识别出污染物的来源和类型，分析污染物的排放源强、时空分布规律。
通过污染源的分析，可以为大气污染治理提供重要的科学依据。
3. 污染物传输规律大气污染物溯源模型可以对污染物的传输过程进行模拟分析，推断出污染物在大气中的空间分布和时间变化规律，及其对降水、沉降等的贡献。
这些数据对于污染物输移、转化模拟和空气质量评价等有着重要的意义。
4. 治理策略制定大气污染物溯源模型可以帮助制定大气污染治理策略，对大气污染进行有效治理。
通过各地大气污染物溯源模型建模，及时调整治理措施，不断优化治理方案，实现大气污染治理的战略转型。
第七章气态污染物控制技术基础从污染气体中脱除二氧化硫等气态污染物的过程，是化工及有关行业中通用的单元操作过程。
这种单元操作的内容包括流体输送、热量传递和质量传递。
其中质量传递过程主要采用气体吸收、吸附和催化操作。
第一节气体扩散气体的质量传递过程是借助于气体扩散过程来实现的。
扩散过程包括分子扩散和湍流扩散两种方式。
一、气体在气相中的扩散气态污染物通过惰性气体组分B的运动，可用A在B中的扩散系数D AB给出。
D AB与气体B通过气体A的扩散系数D BA相等，可由修正的吉里兰方程给出。
扩散系数是物质的特性常数之一，同一物质的扩散系数随介质的种类、温度、压强及浓度的不同而变化。
二、气体在液体中的扩散第二节气体吸收一、吸收机理气体吸收是溶质从气相传递到液相的相际间传质过程，对于吸收机理以双膜理论模型的应用较广。
把吸收过程简化为通过气液两层层流膜的分子扩散，通过此两层膜的分子扩散阻力就是吸收过程的总阻力。
吸收质在单位时间内通过单位面积界面而被吸收剂吸收的量称之为吸收速率。
根据双膜理论，在稳态吸收操作中，从气相主体传递到界面吸收质的通量等于从界面传递到液相主体吸收质的通量，在界面上无吸收质积累和亏损。
吸收传质速率方程的一般表达式为：吸收速率＝吸收推动力×吸收系数，或吸收速率＝吸收推动力/吸收阻力。
吸收系数和吸收阻力互为倒数。
吸收速率方程表达式有多种，有气相分传质速率方程，液相分传质速率方程及总传质速率方程。
二、气液平衡1.气液相平衡关系式（1）气体在液体中的溶解度（2）亨利定律（3）亨利定律式参数的换算2.吸收系数3.界面浓度（1）作图法（2）解析式三、物理吸收1.吸收操作线方程在吸收操作中，一般采用逆流连续操作，通过对逆流操作吸收塔进行物料衡算，可得出吸收操作线。
2.吸收剂用量与液气比设计吸收塔时，所处理的气体流量、进出塔气体溶质浓度均由设计任务而定，吸收剂的种类和入塔浓度由设计者选定，而吸收剂用量和出塔溶液中吸收质浓度需通过计算确定。
气态污染物催化净化起燃特性的模型建立与分析摘要:为了研究催化剂催化燃烧处理气态污染物在实际使用中的工作性能,本文建立了用于模拟废气(CO、C3H6)催化剂的转化率、温度特性的数学模型,并考察了不同空速的情况下催化剂催化效率的变化规律。
关键词:气态污染物催化剂模拟
气态污染物主要有碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物和碳氢化合物等,它们是比烟尘飘移性更强,毒性更大的污染物质,例如碳氢不仅污染环境,而且还可能诱发光化学烟雾形成二次污染。
目前在处理各种有毒有害气体中,催化燃烧是一种行之有效的措施[1～2]。
催化剂在催化净化气态污染物时,起燃温度是重要的评价因子;针对目前国内催化净化气态污染物处在对催化剂整体性能研究上[3],本文提出一种数学模型对催化剂催化过程中的起燃特性进行了相关的实验研究。
提出贵金属催化剂催化燃烧技术,通过CO、C3H6在催化过程中的转化率来考察催化剂的活性、起燃特性[4～5]等。
1 催化燃烧的特点
催化燃烧就是把废气预热到起燃温度时在催化剂的作用下,进行氧化分解反应。
整套净化装置的核心是催化剂,它的好坏直接影响着净化效果。
本实验使用贵金属催化剂,起燃温度比较低,从而在较低的温度条件下CO、C3H6都具有了较高的转化率。
本实验催化燃烧的流程图:如图1。
2 催化剂温度特性的理论分析
催化剂温度特性以催化转化率与入口气流温度之间的关系来表示。
当入口温度达到一定温度时,催化剂才能起作用,随着温度的增加,转化率逐渐上升,温度高于某数值后,转换率趋于稳定不再上升。
通常将转化率达到50%时所对应的温度称为起燃温度Ｔ50％,以此温度来表示催化剂正常工作所需温度的高低。
在本实验中,针对模拟废气进行了相关的实验。
催化剂在催化每一类气体时,都有相应的催化温度特性,由于催化剂温度特性曲线与数学中的sigmoid曲线类似,sigmoid曲线的表达式如下:
式中::实际催化转化率,:催化反应器入口温度,:催化剂起燃点的温度,d:催化过程中温度变化,:未起燃时的催化转化率,:催化剂所能达到的最高转化率,我们利用该模型对试验数据进行了模拟。
3 实验部分
3.1 实验方法与装置
本文采用的贵金属催化剂是以金属为载体,负载的活性组分主要有Pt、Pd、Rh等;催化剂的直径为45mm,长为50mm。
CO进出口的浓度用Quintox flue gas analyzer测定,C3H6的进出口浓度由multi-gaspro测定。
3.2 CO、C3H6催化燃烧的温度特性分析（如图2、图3）
CO、C3H6在催化燃烧过程中发生如下反应:
从图1、2可以看出随着催化剂入口温度的提高,其催化活性是逐步地提高,转化率相应增加;但当温度高于270℃时,催化率趋于稳定不再上升(见图2、3),这种现象是符合S曲线的,模拟结果表明相关系数都在99％以上(见图1、2)。
根据式(1)对试验结果进行模拟,得出当催化剂空速为1.52×105h-1情况下的相关参数:(如图1、图2）
表中T20％、T50％、T80％分别表示催化剂对相应气体的转化率达到20％、50％、80％时的最低温度。
从图1、2中可以看出催化剂在较低的温度下对CO、C3H6具有很高的催化效率,说明该催化剂低温活性高。
另外CO、C3H6的浓度较低时,混合气中的氧气含量高,在富氧的情况下有利于CO、C3H6的催化氧化反应,两者的催化转化率接近100％;但随着混合气体中CO、C3H6浓度的提升,催化效率相对有所降低,这是由于在催化氧化过程中,控速因子主要是反应物的表面吸附以及生成产物脱附过程,浓度提升造成了吸附和脱附的滞后,从而
引起了起燃温度T50％的提高。
3.3 空速对催化效率的影响（如图4）
空速反映了反应气体在催化反应装置中的停留时间。
空速越高,反应气体在催化剂中停留的时间越短,会使转化率降低;但同时由于气体湍流流度的增加,有利于反应气体向催化剂表面的扩散及产物的脱附。
在该实验中气体流速不高,气体湍流流度影响不大,本论文考察了空速分别为2.53×104h－1、1.52×105h－1的催化剂对气体的转化效率的变化。
从图4、5中可以明显地看出,当空速为2.52×104h－1时催化剂对
CO、C3H6的催化转化率要显然高于空速为1.52×105h－1,说明当催化剂空速低时,CO、C3H6在催化反应装置中的停留时间长,净化率较高。
4 讨论
本文讨论了催化剂入口温度、空速以及反应物浓度对催化剂转化率的影响。
(1)实验结果表明随着催化反应装置入口温度的升高,催化转化效率与温度之间的对应关系符合S曲线;与sigmoid函数模拟之间具有较好的相关性
(2)催化剂空速发生变化时,低空速表现为较好的催化转化效果。
(3)另外还发生反应物的浓度对催化效率也有较大的影响,体现为混合废气中的含氧量的变化;当氧气含量高时,有利于提高CO、C3H6的催化转化率,反之易然。
(4)本文缺乏催化剂老化后的催化转化效率研究,拟在以后的实验中加强这方面的研究,并验证在催化剂老化后催化剂的温度特性与S 曲线之间的符合程度。
参考文献
[1]何小龙.催化燃烧在控制废气污染排放方面应用进展.广东化工.2000(5):6～7.。
