空氣凈化原理與設(shè)備

1、6.1.1 6.1.1 凈化裝置的性能凈化裝置的性能 6.1.2 6.1.2 凈化裝置的分類凈化裝置的分類 6.1.3 6.1.3 凈化裝置的選擇凈化裝置的選擇 6.2.1 6.2.1 粉塵的特性、除塵機理粉塵的特性、除塵機理 6.2.2 6.2.2 重力沉降室、慣性除塵器重力沉降室、慣性除塵器 6.2.3 6.2.3 旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器 6.2.4 6.2.4 濕式除塵器濕式除塵器 6.2.5 6.2.5 過濾式除塵器過濾式除塵器 6.2.6 6.2.6 電除塵器電除塵器 6.3.1 6.3.1 概述概述 6.3.2 6.3.2 吸收與吸附原理吸收與吸附原理 6.3.3 6.3.3 吸收與

2、吸附裝置吸收與吸附裝置 6.4.1 6.4.1 非平衡等離子體空氣凈化非平衡等離子體空氣凈化 6.4.2 6.4.2 光催化凈化方法光催化凈化方法 6.4.3 6.4.3 負(fù)離子凈化方法負(fù)離子凈化方法 6.4.4 6.4.4 臭氧凈化方法臭氧凈化方法 空氣污染物的凈化空氣污染物的凈化混合物分離問題混合物分離問題 進風(fēng)凈化：以人為本，衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)進風(fēng)凈化：以人為本，衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 排風(fēng)凈化：保護環(huán)境，排放標(biāo)準(zhǔn)排風(fēng)凈化：保護環(huán)境，排放標(biāo)準(zhǔn) 分離方法：分離方法：與污染物的性質(zhì)和存在狀態(tài)有關(guān)與污染物的性質(zhì)和存在狀態(tài)有關(guān) 氣溶膠污染物氣溶膠污染物 氣態(tài)污染物氣態(tài)污染物 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo) 處理氣體量：凈化裝置處理能

3、力的大小，以體積流量表示。處理氣體量：凈化裝置處理能力的大小，以體積流量表示。 凈化效率（分離效率）：表示裝置的凈化效果。凈化效率（分離效率）：表示裝置的凈化效果。 除塵效率、吸收效率、吸附效率除塵效率、吸收效率、吸附效率 壓力損失：凈化裝置消耗能量的大小。壓力損失：凈化裝置消耗能量的大小。 負(fù)荷適應(yīng)性：凈化裝置可靠性的指標(biāo)，即工作穩(wěn)定性、操作彈性。負(fù)荷適應(yīng)性：凈化裝置可靠性的指標(biāo)，即工作穩(wěn)定性、操作彈性。 經(jīng)濟指標(biāo)經(jīng)濟指標(biāo): : 主要包括設(shè)備費、運行費和占地面積等。主要包括設(shè)備費、運行費和占地面積等。 處理氣體量；污染物性質(zhì)；凈化要求；裝置的經(jīng)濟性處理氣體量；污染物性質(zhì)；凈化要求；裝置的經(jīng)濟

4、性 1 1）工程調(diào)查；）工程調(diào)查； 2 2）計算凈化效率；）計算凈化效率； 3 3）確定凈化方法；）確定凈化方法； 4 4）確定凈化裝置的型號規(guī)格和運行參數(shù)。）確定凈化裝置的型號規(guī)格和運行參數(shù)。 1 1）粉塵的密度：堆密度）粉塵的密度：堆密度 真密度真密度 2 2）粘附性：粉塵之間或與器壁間力的表現(xiàn)）粘附性：粉塵之間或與器壁間力的表現(xiàn) 3 3）爆炸性：化學(xué)活性強化）爆炸性：化學(xué)活性強化 4 4）荷電性與比電阻：導(dǎo)電性）荷電性與比電阻：導(dǎo)電性 5 5）粉塵的濕潤性：粉塵顆粒與液體相互附著難易的性質(zhì)）粉塵的濕潤性：粉塵顆粒與液體相互附著難易的性質(zhì) 6 6）粉塵的粒徑及粒徑分布：分散度）粉塵的粒徑及

5、粒徑分布：分散度 1 1）重力）重力 2 2）離心力）離心力 3 3）慣性碰撞）慣性碰撞 4 4）接觸阻留）接觸阻留 5 5）擴散）擴散 6 6）靜電力）靜電力 7 7）凝聚）凝聚 原理：原理：依靠重力的作用使塵粒從氣流中分離出依靠重力的作用使塵粒從氣流中分離出 來的。沉降室是一個斷面較大的空室，含塵來的。沉降室是一個斷面較大的空室，含塵 氣體由斷面較小的風(fēng)管進入沉降室后，氣流氣體由斷面較小的風(fēng)管進入沉降室后，氣流 速度大大降低，塵粒便在重力作用下緩慢向速度大大降低，塵粒便在重力作用下緩慢向 灰斗沉降?；叶烦两?。 優(yōu)點：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、造價低、施工容易、維護管結(jié)構(gòu)簡單、造價低、施工容易、維護管

6、 理方便、阻力小理方便、阻力小 缺點：缺點：占地大，除塵效率低，占地大，除塵效率低， 40407070。 應(yīng)用：應(yīng)用：僅適用于捕集密度大，顆粒粗（粒徑大僅適用于捕集密度大，顆粒粗（粒徑大 于于5050m m）的粉塵。只作為初級除塵。）的粉塵。只作為初級除塵。 沉降室的設(shè)計 沉降速度沉降速度VsVs：塵粒在靜止流體中自由沉降，所受合外力為零時的降落速度。塵粒在靜止流體中自由沉降，所受合外力為零時的降落速度。 R cc s C gd v 3 4 18 2 cc s gd v 18 2 cc s gd v Re 24 , 1Re R C 2 1 3 Re 13 ,101Re R C 44.0,10R

7、e 3 R C c 懸浮速度懸浮速度VwVw：塵粒以塵粒以VsVs下降時，受垂直向上速度為下降時，受垂直向上速度為VwVw的均勻氣流作用處而于的均勻氣流作用處而于 懸浮狀態(tài)時的速度。懸浮狀態(tài)時的速度。 Vs=VwVs=Vw 塵粒下落時所能達(dá)到的最塵粒下落時所能達(dá)到的最大大速度速度 上升氣流使塵粒懸浮時所能達(dá)到的最上升氣流使塵粒懸浮時所能達(dá)到的最小小速度速度 s v H v L 0 使速度為使速度為VsVs的塵粒在沉降室內(nèi)全部的塵粒在沉降室內(nèi)全部沉降的條件沉降的條件 V V0 0與塵粒的密度和直徑有關(guān)，一般取與塵粒的密度和直徑有關(guān)，一般取 0.32m/s0.32m/s Ag Hv d c 18

8、min 沉降室沉降室100%100%捕集的最小粒徑捕集的最小粒徑 原理原理: : 在沉降室內(nèi)設(shè)置各式擋板，使含塵氣流在沉降室內(nèi)設(shè)置各式擋板，使含塵氣流 沖擊擋板，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵沖擊擋板，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵 粒本身的慣性作用與氣流分離。粒本身的慣性作用與氣流分離。 應(yīng)用：應(yīng)用：慣性除塵器用于凈化密度和粒徑較大（慣性除塵器用于凈化密度和粒徑較大（ 10-2010-20m m）的金屬或礦物性粉塵具有較高除塵）的金屬或礦物性粉塵具有較高除塵 效率。對粘結(jié)性和纖維性粉塵，則因易堵塞而效率。對粘結(jié)性和纖維性粉塵，則因易堵塞而 不宜采用。不宜采用。 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式: : 沖擊式?jīng)_擊

9、式?jīng)_擊擋板沖擊擋板 反轉(zhuǎn)式反轉(zhuǎn)式改變氣流方向改變氣流方向 V,V,或或，或，或n n ，P P 原理原理: : 旋風(fēng)除塵器是利用氣流旋旋風(fēng)除塵器是利用氣流旋 轉(zhuǎn)過程中作用在塵粒上的轉(zhuǎn)過程中作用在塵粒上的 離心力，使粉塵從含塵氣離心力，使粉塵從含塵氣 流中分離出來的。流中分離出來的。 優(yōu)點：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、體積小造價低結(jié)構(gòu)簡單、體積小造價低 除塵效率高。除塵效率高。 缺點：缺點：易磨損易磨損 應(yīng)用：應(yīng)用：d10d10m m，密度大的粉塵。，密度大的粉塵。 1 1）除塵器內(nèi)的流場）除塵器內(nèi)的流場 灰斗處達(dá)最灰斗處達(dá)最大負(fù)大負(fù)值值 2 2）篩分理論）篩分理論 外旋渦內(nèi)的塵粒在徑向受離心力外旋渦內(nèi)的塵

10、粒在徑向受離心力F F1 1（向外）和氣流阻力作用（向外）和氣流阻力作用P P （向內(nèi)）（向內(nèi)） 當(dāng)當(dāng)F F1 1=P=P，d dc c=d=dk k , ,塵粒可分可不分塵?？煞挚刹环?當(dāng)當(dāng)F F1 1P P，d dc cd dk k , ,塵?？煞謮m?？煞?當(dāng)當(dāng)F F1 1P P，d dc cd dk k , ,塵粒不可分塵粒不可分 分割粒徑dcdc50 50 ：除塵器的分級效率為50%時的粒徑。 2 1 2 0 00 50 18 tc r c v rv d 50 693. 0exp1 c c d d d jnin n f 1 由分級效率得總效率 推導(dǎo) 入口形式入口形式 筒體直徑筒體直徑

11、排出管直徑筒體排出管直徑筒體 錐體高度錐體高度 排塵口直徑排塵口直徑 3 3）影響旋風(fēng)除塵器性能的因素）影響旋風(fēng)除塵器性能的因素 進口風(fēng)速：進口風(fēng)速：15-25m/s 含塵氣體的性質(zhì)含塵氣體的性質(zhì) 除塵器底部的嚴(yán)密性除塵器底部的嚴(yán)密性 結(jié)構(gòu)構(gòu)造結(jié)構(gòu)構(gòu)造 切向進入 直入式 蝸殼式 軸向進入 排灰裝置 多管旋風(fēng)除塵器多管旋風(fēng)除塵器 4 4）幾種常用的旋風(fēng)除塵器）幾種常用的旋風(fēng)除塵器 旁路旋風(fēng)除塵器旁路旋風(fēng)除塵器 原理：原理：通過含塵氣流與液滴、液膜的接通過含塵氣流與液滴、液膜的接 觸使塵粒分離。觸使塵粒分離。 1 1）通過慣性碰撞和截留，塵粒與液滴或）通過慣性碰撞和截留，塵粒與液滴或 液膜發(fā)生接觸

12、；液膜發(fā)生接觸； 2 2）微細(xì)塵粒通過擴散與液滴接觸；）微細(xì)塵粒通過擴散與液滴接觸； 3 3）加濕的塵粒相互凝并；）加濕的塵粒相互凝并； 4 4）飽和狀態(tài)的高溫?zé)煔庠跐袷匠龎m器內(nèi)）飽和狀態(tài)的高溫?zé)煔庠跐袷匠龎m器內(nèi) 凝結(jié)時，要以塵粒為凝結(jié)核，可以促凝結(jié)時，要以塵粒為凝結(jié)核，可以促 進塵粒的凝并。進塵粒的凝并。 優(yōu)點：優(yōu)點：除塵效率高除塵效率高 缺點：缺點：物料不易回收，泥漿處理較困難物料不易回收，泥漿處理較困難 應(yīng)用：應(yīng)用：適宜高溫、易燃易爆氣體適宜高溫、易燃易爆氣體 慣性碰撞：慣性碰撞：dc=1dc=15 5m m x xs s x xd d 液滴 塵粒 當(dāng)xsxd，發(fā)生碰撞 X Xs s塵粒

13、從脫離流線到慣性運動結(jié)束所移塵粒從脫離流線到慣性運動結(jié)束所移 動的直線距離，即塵粒的停止距離動的直線距離，即塵粒的停止距離 X Xd d氣流與液滴相遇，并開始變向繞流的氣流與液滴相遇，并開始變向繞流的 位置距離液滴的距離位置距離液滴的距離 慣性碰撞數(shù) y ccy i d dv N 18 2 問題：問題：是否液滴直徑是否液滴直徑dydy越小越好？越小越好？ 不是。因為dy過小，液滴容 易隨氣流一起運動，減少了 氣液的相對運動 vy。 最佳：dy=150dc 擴散：擴散：dcdc1 1m m 擴散系數(shù) c c d KTk D 3 水浴除塵器水浴除塵器 沖激式除塵器沖激式除塵器 旋風(fēng)水膜除塵器旋風(fēng)水

14、膜除塵器 利用纖維織物的過濾作用將含塵氣利用纖維織物的過濾作用將含塵氣 體中的粉塵阻留在濾袋上。體中的粉塵阻留在濾袋上。 篩分篩分 作用，慣性作用，擴散作用，粘附作用作用，慣性作用，擴散作用，粘附作用 ，靜電作用。，靜電作用。 清潔濾袋形成初層 過濾作用濾袋清灰 過濾風(fēng)速過濾風(fēng)速v vf f：指氣體通過濾袋表面時的平均風(fēng)速。指氣體通過濾袋表面時的平均風(fēng)速。m/minm/min 比負(fù)荷比負(fù)荷g gf f：每平方米濾袋表面積每小時所過濾的氣體量。每平方米濾袋表面積每小時所過濾的氣體量。m/hm/h A q v v f 問題：問題：是否過濾風(fēng)速是否過濾風(fēng)速v vf f越高越好？越高越好？ 不是。不是

15、。v vf f高雖然可以節(jié)省濾料，但是會帶來以下兩個問題：高雖然可以節(jié)省濾料，但是會帶來以下兩個問題： 1 1） v vf f過高會把積聚在濾袋上的粉塵壓實，并發(fā)生嚴(yán)重的粉塵再附；過高會把積聚在濾袋上的粉塵壓實，并發(fā)生嚴(yán)重的粉塵再附； 2 2） v vf f過高會導(dǎo)致粉塵層形成速度加快，清灰頻繁，縮短濾袋使用壽命。過高會導(dǎo)致粉塵層形成速度加快，清灰頻繁，縮短濾袋使用壽命。 袋式初塵器的阻力袋式初塵器的阻力 dfc PPPP PcPc除塵器的除塵器的結(jié)構(gòu)阻力結(jié)構(gòu)阻力 PfPf清潔濾料清潔濾料的阻力的阻力 PdPd粉塵層粉塵層的阻力的阻力 濾料的特性濾料的特性 1 1）過濾效率：與濾料和濾料上形成

16、的粉塵層有關(guān)。）過濾效率：與濾料和濾料上形成的粉塵層有關(guān)。 2 2）容塵量：指到達(dá)給定阻力值時單位面積濾料上積存的粉塵量。）容塵量：指到達(dá)給定阻力值時單位面積濾料上積存的粉塵量。 3 3）透氣率：指在一定壓差下，通過單位面積濾料上的氣體量。）透氣率：指在一定壓差下，通過單位面積濾料上的氣體量。 4 4）耐溫性：常溫濾料）耐溫性：常溫濾料t130, t130, 高溫濾料高溫濾料t t 130130； 連續(xù)長期使用溫度，瞬間短期溫度（每天連續(xù)長期使用溫度，瞬間短期溫度（每天10min10min）。）。 5 5）尺寸的穩(wěn)定性：指濾料經(jīng)緯向的脹縮率。一般）尺寸的穩(wěn)定性：指濾料經(jīng)緯向的脹縮率。一般1%1

17、%。 6 6）靜電性能：常用金屬纖維濾料或在濾料中編入導(dǎo)電纖維。）靜電性能：常用金屬纖維濾料或在濾料中編入導(dǎo)電纖維。 常用濾料常用濾料 1 1）呢料）呢料 2 2）錦綸）錦綸 3 3）滌綸絨布）滌綸絨布 4 4）高溫尼龍）高溫尼龍 5 5）玻璃纖維）玻璃纖維 機械清灰：人工或機械振打懸吊濾袋的框架，使濾袋產(chǎn)生振動而 清灰。 脈沖噴吹清灰：利用脈沖噴吹機構(gòu)瞬間噴出壓縮空氣使濾袋受沖 擊振動，在逆氣流作用下清灰。 逆氣流清灰：采用室外或循環(huán)空氣與含塵氣流反方向的流動通過 濾袋，沖擊塵塊，并因氣流變向，濾袋脹縮振動從而清灰。 反吹風(fēng)清灰 反吸風(fēng)清灰 脈沖噴吹袋式除塵器 圓袋圓袋 扁袋扁袋 內(nèi)濾式內(nèi)濾

18、式 外濾式外濾式 上進風(fēng)上進風(fēng) 下進風(fēng)下進風(fēng) 壓入式反吹袋式除塵器壓入式反吹袋式除塵器 原理：原理：利用高壓電場使塵粒荷電利用高壓電場使塵粒荷電 ，在庫倉力作用下使粉塵從氣流，在庫倉力作用下使粉塵從氣流 中分離出來的一種除塵設(shè)備。中分離出來的一種除塵設(shè)備。 特點：特點：高效，可處理高溫氣體高效，可處理高溫氣體 應(yīng)用：應(yīng)用：高溫高壓，處理氣體量大高溫高壓，處理氣體量大 的場合。的場合。 1 1）據(jù)）據(jù)收塵極收塵極形式：形式： 管式管式 板式板式 2 2）據(jù)）據(jù)氣流流動氣流流動方式：立式方式：立式 臥式臥式 3 3）據(jù)）據(jù)清灰清灰方式：方式： 干式干式 濕式濕式 某一物質(zhì)在某一溫度下長度、橫斷面積

19、為某一物質(zhì)在某一溫度下長度、橫斷面積為1時的電阻。時的電阻。 是評價粉塵導(dǎo)電性能的一個指標(biāo)。是評價粉塵導(dǎo)電性能的一個指標(biāo)。 A l RR b 低阻型：低阻型：RbRb10104 4 cm cm 正常型：正常型：Rb= 10Rb= 104 4 10 1011 11 cm cm 高阻型：高阻型：RbRb101011 11 10 1012 12 cm cm 反電反電 暈暈 降低比電阻的方法降低比電阻的方法 防止電暈閉塞的方法 1 1）提高電除塵器的工作電壓，加快風(fēng)速；）提高電除塵器的工作電壓，加快風(fēng)速； 2 2）用放電強度高的電暈極；）用放電強度高的電暈極； 3 3）增設(shè)與凈化設(shè)備）增設(shè)與凈化設(shè)備

20、：塵粒在電場內(nèi)作橫向運動時，當(dāng)靜電力等于空氣阻塵粒在電場內(nèi)作橫向運動時，當(dāng)靜電力等于空氣阻 力時（力時（F=PF=P），作用在塵粒上的外力之和等于零，塵粒向電極），作用在塵粒上的外力之和等于零，塵粒向電極 方向作等速運動的速度。方向作等速運動的速度。 有效有效：據(jù)某一除塵器實測除塵效率、收塵面積和處據(jù)某一除塵器實測除塵效率、收塵面積和處 理風(fēng)量，并利用多依奇公式反算的驅(qū)進速度。理風(fēng)量，并利用多依奇公式反算的驅(qū)進速度。 )exp(11 1 2 L A C C 類型類型處理粒度處理粒度 m 壓降壓降mmH2O除塵效率除塵效率 % 重力沉降室重力沉降室50100010154060 慣性除塵器慣性除塵

21、器1010030605070 旋風(fēng)式除塵器旋風(fēng)式除塵器3100501508595 濕式除塵器濕式除塵器0.110030010009099 袋式除塵器袋式除塵器0.1201002008599.9 電除塵器電除塵器0.052010209599 物理吸收：一般沒有明顯的化學(xué)反應(yīng)，可看作是單純的物理溶物理吸收：一般沒有明顯的化學(xué)反應(yīng)，可看作是單純的物理溶 解過程。物理吸收是可逆的，解吸時不改變被吸收氣體的解過程。物理吸收是可逆的，解吸時不改變被吸收氣體的 性質(zhì)。性質(zhì)。 化學(xué)吸收：伴有明顯的化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)吸收：伴有明顯的化學(xué)反應(yīng)。 基本概念基本概念 吸收質(zhì)：被吸收氣體。吸收質(zhì)：被吸收氣體。 吸收劑：吸收

22、用的液體。吸收劑：吸收用的液體。 惰惰 氣：氣相中不參與吸收的氣體。氣：氣相中不參與吸收的氣體。 易溶氣體：容易溶解的氣體。易溶氣體：容易溶解的氣體。 難溶氣體：不易溶解的氣體。難溶氣體：不易溶解的氣體。 濃度表示法濃度表示法 摩爾分?jǐn)?shù)：摩爾分?jǐn)?shù)：指氣相或液相中某一組分的摩爾數(shù)與該混合氣體或溶液的指氣相或液相中某一組分的摩爾數(shù)與該混合氣體或溶液的 總總摩爾數(shù)之比。摩爾數(shù)之比。 BA A A nn n x BA B B nn n x BA A A nn n y BA B B nn n y 液液 相相 氣氣 相相 1 BA yy 1 BA xx A A A M G n B B B M G n 比摩

23、爾分?jǐn)?shù)比摩爾分?jǐn)?shù) 液液 相相 氣氣 相相 B A A n n X 吸收劑的摩爾數(shù) 液相中某一組分的摩數(shù) B A A n n Y 惰氣的摩爾數(shù) 氣相中某一組分的摩數(shù) 例：例：已知氨水中氨的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為已知氨水中氨的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25%25%，求氨的摩爾分?jǐn)?shù)和比摩爾分?jǐn)?shù)。，求氨的摩爾分?jǐn)?shù)和比摩爾分?jǐn)?shù)。 摩爾分?jǐn)?shù)和比摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系摩爾分?jǐn)?shù)和比摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系 液液 相相 氣氣 相相 A A A x x X 1 A A A y y Y 1 A A A X X x 1 A A A Y Y y 1 吸收的氣液平衡關(guān)系吸收的氣液平衡關(guān)系 界面界面 分子擴散分子擴散 吸收吸收 解吸解吸 液相液相=吸收劑吸收劑+

24、+吸收質(zhì)吸收質(zhì) 氣氣相相= =惰氣惰氣+ +吸收質(zhì)吸收質(zhì) V V吸吸V V解解 溶解過程溶解過程 吸吸 收收 V V吸吸V V解解 解解 吸吸 V V吸吸=V V解解 動態(tài)動態(tài)平衡平衡 溶解度（平衡濃度）溶解度（平衡濃度）C：在平衡狀態(tài)下，吸收劑中吸收質(zhì)的在平衡狀態(tài)下，吸收劑中吸收質(zhì)的最大最大濃度。濃度。kmol/m3 與吸收質(zhì)和吸收劑的性質(zhì)有關(guān)；與吸收質(zhì)和吸收劑的性質(zhì)有關(guān)； 與吸收劑的溫度有關(guān)；與吸收劑的溫度有關(guān)；T,CT,C 與氣相中吸收質(zhì)的分壓力有關(guān)；與氣相中吸收質(zhì)的分壓力有關(guān)；PA , C, C 界面界面 分子擴散分子擴散 液相液相=吸收劑吸收劑+ +吸收質(zhì)吸收質(zhì) 氣氣相相= =惰氣惰

25、氣+ +吸收質(zhì)吸收質(zhì) P*1 PA CA 平衡分壓力平衡分壓力P P* *：當(dāng)氣液達(dá)到平衡時，將氣當(dāng)氣液達(dá)到平衡時，將氣 相中吸收質(zhì)的分壓力稱為相中吸收質(zhì)的分壓力稱為該溶解度該溶解度下的平下的平 衡分壓力。即平衡狀態(tài)下氣相中吸收質(zhì)的衡分壓力。即平衡狀態(tài)下氣相中吸收質(zhì)的 分壓力。分壓力。 CAP*1 PA P*1吸吸 收收 PA = P*1平平 衡衡 氣液平衡關(guān)系：氣液平衡關(guān)系：氣體溶解度與平衡分壓力之間的依存關(guān)系。氣體溶解度與平衡分壓力之間的依存關(guān)系。 對于稀溶液和氣相中吸收質(zhì)的分壓力不太高時（一般對于稀溶液和氣相中吸收質(zhì)的分壓力不太高時（一般PA5atm），）， 氣液平衡關(guān)系可表示為：氣液平

26、衡關(guān)系可表示為： 亨利定律亨利定律 A ExP * H C P * mxy * mXY * E亨利常數(shù)亨利常數(shù) atm kpa x液相中吸收質(zhì)濃度液相中吸收質(zhì)濃度 X液相中吸收質(zhì)濃度液相中吸收質(zhì)濃度 C氣體的溶解度氣體的溶解度kmol/m3 H溶解度系數(shù)溶解度系數(shù)kmol/(m3 atm) m相平衡系數(shù)相平衡系數(shù) y*平衡狀態(tài)下氣相中吸收質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)平衡狀態(tài)下氣相中吸收質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù) Y*與液相濃度相對應(yīng)的氣相中吸收質(zhì)平衡濃度與液相濃度相對應(yīng)的氣相中吸收質(zhì)平衡濃度 氣液平衡關(guān)系的應(yīng)用氣液平衡關(guān)系的應(yīng)用 平衡線平衡線 X*XA Y* YA Y X 1 1）設(shè)計中判斷吸收的難易程度）設(shè)計中判斷吸收的

27、難易程度 已知已知XA，查出，查出Y*，若氣相吸收質(zhì)的，若氣相吸收質(zhì)的 起始濃度起始濃度Y Y*，吸收可以進行。，吸收可以進行。 Y= Y -Y*越大，吸收越易進行。越大，吸收越易進行。 2 2）運行中判斷吸收已進行到什么程度）運行中判斷吸收已進行到什么程度 吸收中，隨液相吸收質(zhì)濃度的吸收中，隨液相吸收質(zhì)濃度的， Y* ，當(dāng)，當(dāng)Y* 接接 近氣相中吸收質(zhì)濃度近氣相中吸收質(zhì)濃度Y時，說明時，說明Y很小，吸收難很小，吸收難 以進行。以進行。 適用于一般的吸收操作和具有固定界面的吸收設(shè)備，但不完全適用于氣適用于一般的吸收操作和具有固定界面的吸收設(shè)備，但不完全適用于氣 液湍動程度較劇烈的吸收過程。其基

28、本特點如下：液湍動程度較劇烈的吸收過程。其基本特點如下： 1 1）相界面兩側(cè)分別）相界面兩側(cè)分別存在氣膜、液膜存在氣膜、液膜，吸，吸 收質(zhì)是以收質(zhì)是以分子擴散方式分子擴散方式通過兩個膜層。通過兩個膜層。 2 2）吸收過程的阻力主要是吸收質(zhì)通過氣）吸收過程的阻力主要是吸收質(zhì)通過氣 膜和液膜時的膜和液膜時的分子擴散力阻力分子擴散力阻力。 3 3）無論氣液兩相主體中吸收質(zhì)濃度是否）無論氣液兩相主體中吸收質(zhì)濃度是否 達(dá)到平衡，在相界面上氣液兩相總是處達(dá)到平衡，在相界面上氣液兩相總是處 于于界面平衡界面平衡。 * ii mXY 雙模理論雙模理論 吸收速率方程吸收速率方程 FYYKG AAgA * FXX

29、KG AAlA * lg l kmk K 11 1 lg g k m k K 1 1 當(dāng)當(dāng)m較小時較小時 gg kK 當(dāng)當(dāng)m較大時較大時 ll kK 說明：說明：吸收過程的阻力主要是氣膜阻力。吸收過程的阻力主要是氣膜阻力。說明：說明：吸收過程的阻力主要是液膜阻力。吸收過程的阻力主要是液膜阻力。 強化吸收的途經(jīng)強化吸收的途經(jīng) 1 1）增加氣液的接觸面積；）增加氣液的接觸面積； 2 2）增加氣液的運動速度，減小氣液膜厚度，降低吸收阻力；）增加氣液的運動速度，減小氣液膜厚度，降低吸收阻力； 3 3）采用相平衡系數(shù)）采用相平衡系數(shù)m m較小的吸收劑；較小的吸收劑； 4 4）增大供液量，降低液相主體濃度

30、，增加吸收推動力。）增大供液量，降低液相主體濃度，增加吸收推動力。 原理：原理：由于氣相分子和吸附劑表面分子間的吸引力使氣相分子吸附在吸附由于氣相分子和吸附劑表面分子間的吸引力使氣相分子吸附在吸附 劑表面。劑表面。 穿透：穿透：氣流通過一定厚度吸附層時，開始出口吸附質(zhì)濃度基本為零，經(jīng)過氣流通過一定厚度吸附層時，開始出口吸附質(zhì)濃度基本為零，經(jīng)過 一段時間后，在出口出現(xiàn)吸附質(zhì)的現(xiàn)象。一段時間后，在出口出現(xiàn)吸附質(zhì)的現(xiàn)象。 穿透時間：穿透時間：經(jīng)歷穿透的時間。經(jīng)歷穿透的時間。 靜活性：靜活性：在一定的溫度、壓力下，處于飽和狀態(tài)的單位質(zhì)量吸附劑所吸附在一定的溫度、壓力下，處于飽和狀態(tài)的單位質(zhì)量吸附劑所吸

31、附 的氣體量。的氣體量。 動活性：動活性：從開始工作到吸附層被穿透，該吸附層內(nèi)單位質(zhì)量吸附劑所吸附從開始工作到吸附層被穿透，該吸附層內(nèi)單位質(zhì)量吸附劑所吸附 的氣體量。的氣體量。 理解并掌握凈化裝置的性能、分類及其選擇；理解并掌握凈化裝置的性能、分類及其選擇； 掌握粉塵的特性及除塵機理；掌握粉塵的特性及除塵機理； 掌握各種除塵器的除塵機理、結(jié)構(gòu)形式、性能影響因素、掌握各種除塵器的除塵機理、結(jié)構(gòu)形式、性能影響因素、 技術(shù)參數(shù)及適用條件。技術(shù)參數(shù)及適用條件。 了解并掌握有害氣體的凈化方法、吸收和吸附機理及有關(guān)了解并掌握有害氣體的凈化方法、吸收和吸附機理及有關(guān) 設(shè)備。設(shè)備。 稀釋比為稀釋比為1 1：1

32、0001000情況下未經(jīng)情況下未經(jīng) 放電處理的細(xì)菌生長跡象放電處理的細(xì)菌生長跡象 稀釋比為稀釋比為1 1：10001000情況下經(jīng)（情況下經(jīng)（8 kV8 kV） 放電處理的細(xì)菌生長跡象放電處理的細(xì)菌生長跡象 等離子體放電催化消除微生物污染等離子體放電催化消除微生物污染 非平衡等離子體凈化過程涉及預(yù)荷電集塵、催化凈化和負(fù)離子非平衡等離子體凈化過程涉及預(yù)荷電集塵、催化凈化和負(fù)離子 發(fā)生等作用。發(fā)生等作用。 根據(jù)等離子體區(qū)是否填充了顆粒物，可將等離子體反應(yīng)器分根據(jù)等離子體區(qū)是否填充了顆粒物，可將等離子體反應(yīng)器分 為空腔式和填充式兩種類型。為空腔式和填充式兩種類型。 （1 1） 空腔式反應(yīng)器空腔式反應(yīng)

33、器 （2 2） 填充式反應(yīng)器填充式反應(yīng)器 光催化凈化的基本原理示意圖光催化凈化的基本原理示意圖 采用光催化氧化技術(shù)能在室溫下利用空氣中的水蒸汽和氧氣去采用光催化氧化技術(shù)能在室溫下利用空氣中的水蒸汽和氧氣去 除空氣中的污染物。除空氣中的污染物。 光催化空氣凈化器基本凈化流程光催化空氣凈化器基本凈化流程 hv Eg Eg= 3.2eV - e + h 380nm 2 TiO 22 CO ,H O,etc - e 或 2 VOCsH O 2 O - 2 O + VOCs HO 2. 空氣負(fù)離子的凈化作用空氣負(fù)離子的凈化作用 其原理是借助凝結(jié)和吸附作用。其原理是借助凝結(jié)和吸附作用。 負(fù)離子凈化燈負(fù)離子

34、凈化燈 1. 空氣離子的來源、類型和特性空氣離子的來源、類型和特性 3. 空氣負(fù)離子產(chǎn)生技術(shù)空氣負(fù)離子產(chǎn)生技術(shù) 到目前為止，空氣負(fù)離子的發(fā)生技術(shù)主要有：電暈放電、水發(fā)到目前為止，空氣負(fù)離子的發(fā)生技術(shù)主要有：電暈放電、水發(fā) 生和放射發(fā)生三種。生和放射發(fā)生三種。 負(fù)離子空氣凈化保健漆負(fù)離子空氣凈化保健漆 分離對象：分離對象： 分離方法：分離方法： 分離依據(jù)：分離依據(jù)： 分離對象：分離對象： 分離方法：分離方法：方法方法 分離依據(jù)：分離依據(jù)：不同組分不同組分 總效率總效率= =（去除去除污染物的量污染物的量/ /進入進入污染物的量）污染物的量）100%100% 通過率（透過率）通過率（透過率）=（逃

35、逸逃逸污染物的量污染物的量/進入進入污染物的量）污染物的量）100% 分級除塵效率分級除塵效率=（去除去除污染物的量污染物的量/進入進入污染物的量）污染物的量）100% 某一粒徑某一粒徑 dp 或粒徑范圍或粒徑范圍 dp+dp 100% s s i 0 P 100% s s i c 100% s s i c j iivi scq, ccvc scq, 000 ,scqv 氣體流量氣體流量qv (m3/s) ，污染物流量，污染物流量S(g/s)，污染物流量，污染物流量C(g/m3) 三個效率間的關(guān)系 1）總效率和通過率間的關(guān)系：）總效率和通過率間的關(guān)系： 1 p i c j f f 2）總效率和

36、分級效率間的關(guān)系：）總效率和分級效率間的關(guān)系： 3）串聯(lián)運行時的總效率：）串聯(lián)運行時的總效率： n 1111 21 推導(dǎo) 推導(dǎo) 推導(dǎo) 1 p 100% s s i c 總效率 100% s s i 0 P 通過率 ic sss 0 總效率和通過率間的關(guān)系總效率和通過率間的關(guān)系 iivi scq, ccvc scq, 000 ,scqv 總效率和分級效率間的關(guān)系總效率和分級效率間的關(guān)系 粒徑的頻率分布粒徑的頻率分布f：某一粒徑dp 或粒徑范圍或粒徑范圍 dp+dp內(nèi)的塵粒占總塵內(nèi)的塵粒占總塵 粒質(zhì)量的百分比。粒質(zhì)量的百分比。 已知：已知： 進口進口fi Si fi Si 捕集捕集 fc Sc fc Sc 則有：則有： iii sfs ccc sfs %100%100 ii cc i c j sf sf s s %100 i c j f f 串聯(lián)運行時的總效率串聯(lián)運行時的總效率 1 i s 11 ， c s 10 s 20 s 2i s 22 ， c s 總效率 1 21 i cc s ss 1 1 1 i c