用于氣態(tài)污染物吸收法治理及吸附法治理的常用設(shè)備

1、用于氣態(tài)污染物吸收法治理及吸附法治理的常用設(shè)備環(huán)科1211211703107吳玲一、吸收法吸收法的處理過程作為一種典型的化學(xué)工程單元操作，主要通過液體與氣體接觸使氣體中某些成分轉(zhuǎn)移到液體而產(chǎn)生氣體成分分離效果，吸收操作方式是將含有污染物的廢氣導(dǎo)入吸收設(shè)備，使其與吸收劑充分接觸，利用氣體混合物在吸收劑中溶解度不同，或者與吸收劑發(fā)生選擇性化學(xué)反應(yīng)，以達到去除污染物、凈化空氣的目的。（一）吸收法工藝原理用溶液、溶劑或清水吸收廢氣中的有害氣體，使其與廢氣分離。溶液、溶劑、清水稱為吸收劑，不同吸收劑可以吸收不同的有害氣體。1.氣體在液體中的溶解度在一定的溫度和壓力下，吸收劑與混合氣體接觸時，氣體中的吸收

2、質(zhì)向液相中傳遞，進行吸收，形成溶液，但同時溶液中被吸收的吸收質(zhì)也可能由溶液向氣相傳遞，進行解吸。亨利定律當(dāng)總壓不高（一般在5105Pa）時，在一定溫度下，稀溶液中溶質(zhì)的溶解度與氣相中溶質(zhì)的平衡分壓成正比。ixpiiE*iCpiiH1* xmy*亨利定律適用的條件氣體近似為理想氣體，液體可看成理想液體（稀溶液）；系統(tǒng)的壓力不太高（一般在5105Pa ），溫度為常壓或低壓；吸收質(zhì)在氣相中的分子狀態(tài)與在液相中的相同；氣體組分與液體不起化學(xué)反應(yīng)。2.物理吸收與化學(xué)吸收吸收可以分為物理吸收和化學(xué)吸收。若吸收只是溶質(zhì)溶解于液相中，不伴有化學(xué)反應(yīng)，稱為物理吸收。氣相組分不僅在液相中溶解，并同時與液相中的活性

3、組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一種或幾種新物質(zhì)的吸收過程，稱為化學(xué)吸收。二者的不同在于，物理吸收單純受溶解濃度影響，而化學(xué)吸收則受化學(xué)反應(yīng)速率影響?；瘜W(xué)反應(yīng)對吸收的影響溶質(zhì)進入溶劑后因化學(xué)反應(yīng)而消耗，單位體積溶劑能容納的溶質(zhì)量增多，表現(xiàn)在平衡關(guān)系上為溶液的平衡分壓降低，從而使吸收推動力增加。如果反應(yīng)進行的很快，使氣體剛進入氣液相界面就被消耗殆盡，則溶質(zhì)在液膜中的擴散阻力大大降低，甚至為零，導(dǎo)致總吸收系數(shù)增大，吸收速率提高。 填料表面有一部分液體停滯不動或流動很慢，在物理吸收中這部分液體往往被溶質(zhì)飽和不能再進行吸收，但在化學(xué)吸收中，則要吸收多得多的溶質(zhì)才能達到飽和。（二）吸收塔吸收設(shè)備主要通過建立盡可能

4、大的、能迅速更新的氣-液相接觸界面來達到廢氣吸收去除的目的。吸收塔也叫吸收器、凈化器或者洗滌器。吸收塔具有生產(chǎn)能力大、操作范圍寬、運行穩(wěn)定、設(shè)備阻力小、能耗低、結(jié)構(gòu)簡單、造價低、機械強度高、耐腐蝕能力強、便于制造和檢修方便等優(yōu)點。塔型選擇原則：1、根據(jù)物性：物料系統(tǒng)易起泡沫，宜用填料塔；有懸浮物殘渣的物料或易結(jié)垢的物料，易用板式塔中大孔徑篩板塔，泡罩塔；高粘性物料，易用填料塔；腐蝕性物料，易用板式塔中的結(jié)構(gòu)簡單的無溢流篩板塔；對于處理過程是放熱的，宜用板式塔。塔型選擇原則：2、根據(jù)操作條件：氣膜控制，宜用填料塔，液膜控制，宜用板式塔 ；液氣比較小時，易用板式塔；伴有化學(xué)反應(yīng)且反應(yīng)速度不快時，易

5、用板式塔；塔徑小于800mm時，宜用填料塔，塔徑較大時，宜用填料塔吸收劑選擇原則：1、對污染物具有良好的選擇性吸收能力；2、在吸收污染物后形成的富液應(yīng)成為副產(chǎn)品或無污染液體，或更易處理和再利用的物質(zhì)；3、吸收劑的蒸汽壓要低，不起泡，熱化學(xué)穩(wěn)定性好，粘度低，腐蝕性?。?、價廉易得。吸收塔設(shè)備類型依據(jù)吸收塔中氣體與液體流動方式的不同，分為3種：對流式；同流式；錯流式若依據(jù)設(shè)備形式，則可分為填料塔、噴霧塔、文丘里塔、板式塔、旋風(fēng)吸收塔、泡罩塔、湍球塔等多種類型。塔內(nèi)填料的作用：提供足夠大的傳質(zhì)面積，使氣液兩相充分接觸，同時又不能造成過大的阻力。填料是填料塔的核心，直接關(guān)系到操作性能的好壞。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)

6、簡單，氣液接觸好，壓力損失小。缺點：當(dāng)廢氣中含有懸浮物時，易堵塞，檢修費用較高。（1 1）填料塔填料的基本要求（1）較大的比表面積，良好的濕潤性能；（2）較大的空隙率，較小的阻力，較寬的操作范圍；（3）足夠的機械強度，重量輕，耐腐蝕；（4）成本低廉，來源廣泛。（2 2）湍球塔填料小球的基本要求：質(zhì)輕，耐磨損，耐高溫。（聚乙烯、聚丙烯或發(fā)泡聚苯乙烯等塑料制成）優(yōu)點：氣流速度高，處理能力大，不易堵塞；缺點：小球壽命短，需經(jīng)常更換，操作費用較大。濕流體濕流體填料填料廢氣廢氣吸收液吸收液凈氣凈氣污水污水（3 3）板式塔篩板：開孔率：6%25%空塔氣速：1.0 2.5m/s氣體通過篩板氣速：4.5 12

7、.8m/s液體流量：1.5 3.8m3/(m2.h)壓力損失：每塊板0.8 2.0kPa優(yōu)點：處理能力大，壓降小，造價低；缺點：操作條件要求高，負荷范圍窄，小孔易堵塞。吸收液吸收液凈氣凈氣污水污水二、吸附法根據(jù)吸附劑表面與吸附質(zhì)之間作用力的不同，吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附是由分間作用力引起的，它是取向力、誘導(dǎo)力和色散力的總稱，這一類吸附質(zhì)的特點是吸附質(zhì)與吸附劑不發(fā)生化學(xué)作業(yè)，是一種可逆過程。化學(xué)吸附是由于吸附劑表面與吸附質(zhì)之間的化學(xué)鍵力起作用的結(jié)果，需要一定的活化能，又稱活化吸附。物理吸附的特點：吸附劑和吸附質(zhì)之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；吸附過程進行較快，參與吸附的各相之間迅速達到平衡；物

8、理吸附是一種放熱過程，其吸附熱較小，相當(dāng)于被吸附氣體的升華熱，一般為20kJ/mol左右；吸附過程可逆，無選擇性。化學(xué)吸附的特點：吸附劑和吸附質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并在吸附劑表面生成一種化合物；化學(xué)吸附過程一般進行緩慢，需要很長時間才能達到平衡；化學(xué)吸附也是放熱過程，但吸附熱比物理吸附熱大得多，相當(dāng)于化學(xué)反應(yīng)熱，一般在84417kJ/mol；具有選擇性，常常是不可逆的。（一）吸附劑的種類（1）活性炭 活性炭是一種具有非極性表面、疏水性和親有機物的吸附劑，常常被用來吸附回收空氣中的有機溶劑（如苯、甲苯、丙酮、乙醇、乙醚、甲醛等），還可以用來分離某些烴類氣體，以及用來脫臭等?；钚蕴康闹饕秉c是具有可

9、燃性，使用溫度一般不超過200。（2）硅膠 硅 膠 是 用 硅 酸 鈉 與 酸 反 應(yīng) 生 成 硅 酸 凝 膠（SiO2nH2O），然后在115130下烘干、破碎、篩分而制成各種粒度的產(chǎn)品。硅膠具有很好的親水性，當(dāng)用硅膠吸附氣體中的水分時，能放出大量的熱，使硅膠容易破碎，但吸附量很大，可達自身重量的50。在工業(yè)上主要用于氣體的干燥和從廢氣中回收烴類氣體，也可用作催化劑的載體。 （3）分子篩分子篩具有許多孔徑均勻的微孔，比孔徑小的分子能進入孔穴而被吸附，比孔徑大的分子被拒之孔外，因此具有強的選擇性。沸石分子篩特點：具有很高的吸附選擇性；具有很強的吸附能力；是強極性吸附劑，對極性分子特別是對水分子

10、具有強的親和力；熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性高。分子篩可以從廢氣中選擇性地除去NOx、H2O、CO2、CO、CS2、SO2、H2S、NH3、CCl4和烴類等氣態(tài)污染物。（4）吸附樹脂吸附樹脂是以吸附為特點，具有多孔立體結(jié)構(gòu)的樹脂吸附劑。它是一種多孔性樹脂，由苯乙烯和二乙烯苯等單體，在甲苯等有機溶劑存在下，通過懸浮共聚法制得的魚籽樣的小圓球。廣泛用于廢水處理、藥劑分離和提純，用作化學(xué)反應(yīng)催化劑的載體，氣體色譜分析及凝膠滲透色譜分子量分級柱的填料。其特點是容易再生，可以反復(fù)使用。如配合陰、陽離子交換樹脂，可以達到極高的分離凈化水平（二）吸附設(shè)備（1）固定床吸附器 方形立式吸附器 常用圓形臥式吸附器（2）移動床吸附器固體吸附劑在吸附床中不斷移動，固體吸附劑由上向下移動，而氣體則由下向上流動，形成逆流操作。 1-冷卻器；2-脫附塔；3-分配板；4-提升管；5-再生器；6-吸附劑控制裝置；7-固粒料控制器；8-密封裝置；9-出料閥門（3）流化床吸附器 流化狀態(tài)示意圖廢氣從進口管以一定的速度進入錐體，氣體通過篩板向上流動，將吸附劑吹起，在吸附段完成吸附過程。吸附后的氣體進入擴大段，由于氣流速度降低，固體吸附劑又回到吸附段，而凈化后的氣體從出口管排出。流化床吸附器在用兩臺吸附器