吸收法净化气态污染物

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。

第七章气态活染物控制技术基础一、填空题1、吸收法净化气态污染物是利用混合气体中各成分在吸收剂中的不同，或与吸收剂中的组分发生，从而将有害组分从气流中分离出来。

【答】溶解度，化学反应2、用水吸收HC1气体属于，用N a OH溶液吸收S02属于，用酸性溶液吸收N H3属于。

【答】物理吸收，化学吸收，化学吸收3、目前工业上常用的吸收设备可分为、和三大类。

【答】表面吸收器，鼓泡式吸收器，喷洒式吸收器4、气体扩散同时发生在气相和液相中，扩散过程既包括，也包括。

【答】分子扩散，湍流扩散5、吸收操作线斜率Ls/G s称为吸收操作的液气比，物理含义为。

【答】处理单位惰性气体所消耗的纯吸收剂的量6、常用的吸收剂有和。

【答】水，碱金属钠、钾、铵或碱土金属钙、镁等的溶液7、防治S02污染的方法主要有清洁生产工艺、采用低硫燃料、、及等。

M g2+, S二酸，氨【答】燃料脱硫，燃料固硫，烟气脱硫8、湿式石灰/石灰石-石膏法存在结垢和堵塞问题，通过在吸收液中加入C a C l2、、、等添加剂可解决此问题。

【答】浆液的p H值，吸收温度，石灰石的粒度9、影响湿式石灰/石灰石-石膏法吸收效率的主要因素有，，，流体力学状态，控制溶液过饱和，吸收剂种类等。

【答】石灰/石灰石法，氧化镁法，钠碱法10、目前应用较多的脱硫方法有、、、氨吸收法、亚硫酸钠法、柠檬酸钠法等。

【答】催化还原法（选择性、非选择性)，吸收法，吸附法11、吸附设备主要有、和三种类型。

【答】固定床吸附器，移动床吸附器，流化床吸附器12、影响吸附容量的因素有、、、和。

【答】吸附剂表面积、吸附剂的孔隙大小、孔径分布、分子极性、吸附剂分子上官能团性质13、吸附区高度的计算方法有法和法。

【答】穿透曲线法；希洛夫近似法14、希洛夫方程式为。

【答】x=K L-t015、进入催化燃烧装置的气体首先要除去粉尘、液滴等有害组分，其目的为。

【答】防止中毒16、催化剂的组成为、和。

【答】主活性组分；助催化剂；载体17、催化剂的性能主要指其、和。

吸收法净化气态污染物随着工业化和城市化的加速发展，气态污染物对于我们的生活环境带来了越来越严重的威胁。

气态污染物主要包括二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等，它们对大气的质量产生了极大的影响。

为了净化空气中的气态污染物，一种常用的方法是通过吸收法进行处理。

吸收法是利用溶剂或吸附剂将气态污染物吸收到液体或固体中，从而达到净化的目的。

为了高效地净化气态污染物，我们需要选择合适的吸收剂，设计合理的吸收装置。

常见的吸收剂有水、乙醇、酸碱溶液等，而吸收装置则包括填充塔、膜分离装置等。

对于二氧化硫这类酸性气体，常用的吸收剂是碱性溶液，如氢氧化钠溶液。

氢氧化钠可与二氧化硫发生化学反应，生成硫酸钠溶液，从而从空气中净化出二氧化硫。

相似地，对于氮氧化物，我们可以选择氢氧化钠或氨水作为吸收剂，以碱性环境将氮氧化物吸收掉。

而对于挥发性有机物，我们可以选择活性炭等吸附剂，通过吸附作用将有机物吸附到其表面，达到净化的效果。

吸收法的工作原理是利用吸收剂的化学特性或物理特性与污染物发生作用，使其从气体相转变为液体相或固体相。

通过吸收法净化气态污染物，具有高效、安全、经济等优点。

吸收后的污染物可以进行合理的处理，如经过处理后的污染物可以作为原料进行再利用，从而实现资源的循环利用。

在实践中，吸收法净化气态污染物有很多应用。

其中，最典型的应用是烟气脱硫。

许多工业生产过程中，会产生大量的含硫烟气，这些烟气中的二氧化硫会对大气造成严重的污染。

通过吸收法，可以将二氧化硫吸收到碱性溶液中，从而净化烟气中的二氧化硫。

目前，烟气脱硫已成为工业界的主要技术之一。

此外，吸收法还可以用于处理工业废气、净化室内空气等。

工业废气中往往会含有各种有机物、酸性气体等，通过吸收法可以将这些污染物吸收掉，净化废气。

在室内环境中，常常会有甲醛、苯等有害气体释放，通过吸收法可以将这些有害气体吸收掉，保护人们的健康。

然而，吸收法也存在一些问题和挑战。

首先，吸收剂选择不当或吸收剂的成本过高会导致吸收法的成本增加。

《环工综合实验（2）》（吸收法净化气体污染物实验）实验报告专业环境工程班级卓越环工1201姓名陈睿指导教师李响成绩东华大学环境科学与工程学院实验中心二0一五年五月实验题目吸收法净化气体污染物实验实验类别综合实验室实验时间2015年 5 月7 日13 时~ 16 时实验环境温度: 湿度: 同组人数9 本实验报告由我独立完成，绝无抄袭！承诺人签名一、实验目的1.了解吸收法净化气态污染物的原理。

2.计算实际的吸收效率。

二、实验仪器及设备1.气体吸收装置，分析天平2.氢氧化钠溶液，盐酸溶液，碳酸钠，邻苯二甲酸氢钾，甲基橙指示剂，酚酞指示剂1-喷淋管 2-填料吸收塔 3-碱液储槽 4-尾气吸收瓶5-酸性气体瓶 6-加热装置 7-铁架台三、实验原理气体吸收是气体混合物中一种或多种组分溶解于选定的液体吸收剂中，或者与吸收剂中的组分发生选择性化学反应，从而将其从气流中分离出来的操作过程。

从大气污染控制的角度看，用吸收法净化气态污染物，不仅是减少甚至消除气态污染物向大气中排放的重要途径，而且还能将污染物转化为有用的产品。

吸收可分为物理吸收和化学吸收。

在物理吸收中，气体组分在吸收剂中只是单纯的物理溶解过程；而在化学吸收中，吸收质在液相中与反应组分发生化学反应，从而降低液相中纯吸收质的含量，增加了吸收过程的推动力，提高了吸收速率。

物理吸收中，吸收速率决定于吸收质在气膜和液膜中的扩散速率。

化学吸收中，吸收速率除与扩散速率有关外，还与化学反应的速率有关。

化学吸收过程既应服从被吸收组分的气液平衡关系即相平衡关系，也应服从化学平衡关系。

对于物理吸收及气液相反应原理，应用最广泛且较成熟的是“双膜理论”。

采用一般的物理吸收是不能满足实际处理中处理气体流量大、吸收组分浓度低、吸收效率高和吸收速率快等要求，所以一般多采用化学吸收过程。

在实际生产中，对于吸收设备的最基本要求是：气液之间有较大的接触面积和一定的接触时间，且气液之间扰动强烈，吸收阻力小，吸收效率高；结构简单，操作稳定。

2.2 工业废气吸收法吸收净化法是废气治理中一种重要的常用的方法，它是利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中溶解度的不同，或其中一种或多种组分与吸收剂中活性组分发生化学反应，达到将有害物从废气中分离出来、净化废气目的的一种方法。

很多工业废气可用吸收净化法治理,如含SO 2、H 2S 、HF 、卤代烃等废气以及含恶臭物废气。

从吸收过程的本质来看，所谓吸收净化法就是将废气中气态污染物转移到液相(吸收剂)，以溶解的水含物或某种新化合物存在于液相。

为避免二次污染，在选择吸收剂时，应同时考虑气态污染物被吸收后，最好能生成可回收的副产物或将其转化为难溶的固体(渣)分离出来。

与化工生产的吸收过程相比较,废气吸收净化的另一种特点是往往气态污染物含量低、废气气量大、净化要求高，这就要求吸收净化过程具有较高的吸收效率与速率，单纯物理吸收法难于满足要求,化学吸收常常成为首选的方案。

例如用碱性吸收剂来脱除烟气中SO 2等。

2.2.1 吸收过程吸收过程可分为物理吸收和化学吸收两种。

物理吸收的主要分离原理是气态污染物在吸收剂中的不同溶解能力。

而化学吸收的主要分离原理是气态污染物与吸收剂中活性组分的选择性反应能力。

在吸收过程中，最需考虑的是气体在液相中的溶解及平衡，混合气体与吸收剂接触后，混合气体中溶质A 由于自身的物理性质决定，会向液相(吸收剂)迁移，其迁移的速度随时间的推移,由快向慢变化，最终达到动态平衡。

达到动态平衡时，液相中溶质A 的浓度(平衡浓度)与气相中A 的分压(平衡分压)间的关系用亨利定律来描述：A A A x E P =* （2-1）式中：AP ∙-------- 溶质A 在气相中的平衡分压，MPa ；Ax -------- 溶质A 在液相中的平衡浓度,摩尔分数；EA -------- 亨利定律,MPa ；某些气体在水溶液中的亨利系数会随着温度变化较大，受压力影响很小。

如果溶质在气液两相的组成均以摩尔分数表示，则亨利定律可写为：A A A x m y =* （2-2）式中：*Ay -------- 与溶液平衡的气相中的溶质的摩尔分数； Ax -------- 溶质在液相中的摩尔分数； Am -------- 相平衡参数，无量纲；在单组分吸收过程中,气体溶质在气、液两相之间传递，而惰性气体和溶剂物质的量是保持不变的,因此以它们为基准,用摩尔比表示平衡关系会比较方便。