第4章(3)-气态污染物的净化-吸附法
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第四章大气污染的控制与治理第一节颗粒污染物的分离方法大气污染物主要来源于工业废气的排放,可以采用各种方法控制和治理废气。
按废气来源分类可分为工艺生产尾气治理方法、燃料燃烧废气治理方法、汽车尾气治理方法等;按废气中污染物的物理形态可分为颗粒污染物治理(除尘)方法和气态污染物治理方法。
一、颗粒污染物的物理性质颗粒污染物的治理通常采用除尘技术。
除尘技术是应用各种除尘装置捕集分离气溶胶中的固态颗粒。
为了深入理解各种除尘机理,首先应了解颗粒污染物的各种物理性质,才能提高除尘的效果,正确掌握除尘系统的设计、选择和运行操作。
气溶胶中包含固体颗粒和液体颗粒。
根据除尘技术的需要,这里只介绍固体颗粒的主要性质。
考虑到一般工程技术中的习惯,用“粉尘”一词泛指固体颗粒。
1.几何特性颗粒污染物的几何特性包括粉尘的粒径、形状、比表面积等。
(1)粒径。
粉尘粒子的粒径一般分为代表粒子群中各单个粒子大小的单一粒径和代表由不同大小粒子组成的粒子群的平均粒径,单位一般以μm 表示。
1)单一粒径。
按不同的测定方法,如投影法、筛分法、沉降法等,有不同的定义及表示方法,除尘技术中常用的粒径有:定向粒径d F ,也称菲雷特(Feret)直径,为各粒子平面投影图中同一方向上的最大投影距离。
斯托克斯粒径d s ,系与被测粒子密度相同、终末沉降速度相等的球的直径。
粒子雷诺数Re<1时,按斯托克斯(Stokes)定律可得:s d =(4-1)式中μ—流体的动力粘度,Pa·s;v s —粒子在重力场中的终末沉降速度,m/s;ρp 及ρ—粒子及流体的密度,kg/m 3。
空气动力学粒径d a ,系在空气中与被测粒子的沉降速度相等的单位密度(ρp =1g/cm 3)的球的直径。
单位为微米(空气),记为μmA,计算式为,式中ρp单位为g/cm 3。
分割粒径d c ,也称临界粒径,为某除尘器的分级效率为50%时的粒径。
2)平均粒径。
如果由形状和大小各异的粒子组成的实际粒子群与由均一的球形粒子组成的假想粒子群具有相同的某一物理性质,则称此球形粒子的直径为实际粒子群的平均粒径。
第四章气态污染物控制设备设计与应用【课时安排】§4.1吸收设备的设计与应用1学时§4.2吸附设备的设计与应用1学时§4.3冷凝设备1学时§4.4气固催化反应器1学时总计4学时【掌握内容】1基本概念:气液相平衡、吸附平衡、吸附等温线2化学吸收的气液平衡3双膜理论4吸附理论吸附平衡和吸附速率5气固催化反应动力学【熟悉内容】1吸收传质速率方程2各种吸收设备3固定床吸附器的设计计算4气固相催化反应器的设计计算【教学难点】1气液相平衡2化学吸收的气液平衡3双膜理论4吸附理论吸附平衡和吸附速率5气固催化反应动力学6气态污染物的催化净化工艺【教学重点】1物理吸收和化学吸收的异同2化学吸收的气液平衡3双膜理论4不同吸附过程(物理、化学)的异同点5吸附理论—吸附平衡和吸附速率6气固催化反应动力学7气态污染物的催化净化工艺【教学目标】1掌握不同吸附过程(物理、化学)的异同点2常见的吸附剂及特点3吸附理论吸附平衡和吸附速率【教学内容】§4.1吸收设备的设计与应用【授课时间】1学时【教学手段】课堂讲授【教学过程】一、吸收设备液体吸收过程是在塔器内进行的。
为了强化吸收过程,降低设备的投资和运行费用,要求吸收设备满足以下基本要求:(1)气液之间应有较大的接触面积和一定的接触时间;气液之间扰动强烈,吸收阻力低,吸收效率高;(2)气流通过时的压力损失小,操作稳定;(3)结构简单,制作维修方便,造价低廉;(4)应具有相应的抗腐蚀和防堵塞能力。
所以,正确地选择吸收设备的型式是保证经济有效地分离或净化废气的关键。
分类:目前,工业上常用的吸收设备的类型主要有表面吸收器、鼓泡式吸收器、喷洒吸收器三大类。
在每一大类中还根据吸收器的结构,气液两相接触方式的不同再分成多种型式的吸收器。
这将在每一大类吸收设备介绍中给预必要的阐述。
1.表面吸收器凡能使气液两相在接触表面(静止液面或流动的液膜表面)上进行吸收操作的设备均属表面吸收器。