氣體廢物的凈化與利用方法課件

氣體廢物的凈化及利用方法氣體廢物的凈化及利用方法1、氣體廢物的吸收凈化方法1、吸收分離概述1.1吸收過程的分類1）物理吸收和化學(xué)吸收物理吸收：是溶質(zhì)與液體溶劑之間不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)，可以當(dāng)做是單純的氣體溶解于液相中的物理過程。物理吸收過程應(yīng)注意考慮在操作溫度下，溶質(zhì)在溶劑中的溶解度，吸收速率主要取決于氣相與界面上溶質(zhì)的濃度差，以及溶質(zhì)從氣相向液相傳遞的擴(kuò)散速率?；瘜W(xué)吸收：是指在吸收過程中發(fā)生明顯化學(xué)反應(yīng)的吸收。對于化學(xué)吸收，不僅考慮氣體溶于吸收劑的問題，而且要考慮化學(xué)反應(yīng)速率問題。1、氣體廢物的吸收凈化方法1、吸收分離概述2）單組份吸收與多組分吸收單組分吸收：在氣體吸收過程中，若氣體混合物中只有一個組分在吸收劑中有顯著的溶解度，其他組分的溶解度很小，甚至忽略時，則這類吸收為單組份吸收。多組分吸收：當(dāng)氣體混合物中各組分在吸收劑中的溶解度不同，但多個組分在吸收劑中有顯著的溶解度，這種吸收稱為多組分吸收。2）單組份吸收與多組分吸收對于理想溶液，A=0，則有：在低壓下，可用平衡分壓pi代替fi,變成亨利定律的表達(dá)式：若以濃度代替，則有：只和溫度有關(guān)，隨溫度的升高而增大，與溶液的總壓和組成無關(guān)?？刹楸韺τ诶硐肴芤?，A=0，則有：2）吸收過程的傳質(zhì)理論雙膜理論相界面氣膜液膜氣相主體液相主體pAiZLZGpA0CAiCAL理論假設(shè)：1、在氣液界面兩側(cè)各存在一個很薄的滯流區(qū)，分別稱為氣膜和液膜，薄膜內(nèi)的質(zhì)量傳遞主要依靠分子擴(kuò)散；2、在該膜以外的流體主體內(nèi)，質(zhì)量傳遞主要為對流來完成；3、當(dāng)氣相中溶質(zhì)A從氣相主體經(jīng)氣膜、液膜遷移到液相主體時，其阻力主要集中在兩膜內(nèi)，其傳遞速率取決于兩膜的阻力大??；4、在氣液界面處，界面兩側(cè)的濃度符合相平衡關(guān)系。2）吸收過程的傳質(zhì)理論相界面氣膜液膜氣相主體液相主體pAiZ傳質(zhì)速率（費克定律）：根據(jù)分子擴(kuò)散的費克定理，單位時間內(nèi)，通過單位截面積的A物質(zhì)量，正比于擴(kuò)散方向上的濃度梯度。即氣膜控制與液膜控制:溶解度較小的溶質(zhì)的吸收過程,如用水吸收二氧化碳、氫氣、氧氣、氮氣、一氧化碳、硫化氫等難溶氣體時，過程阻力主要集中在液膜之內(nèi)，稱該過程為液膜控制過程；易溶氣體的吸收過程，如水對氯化氫、氨氣的吸收，過程阻力主要集中在氣膜內(nèi)，故稱為氣膜控制過程；氣體溶解度適中時，氣液膜阻力差不多，稱為兩膜控制過程。如水對二氧化硫、丙酮；硫酸對二氧化氮等。傳質(zhì)速率（費克定律）：根據(jù)分子擴(kuò)散的費克定理，單位時間內(nèi)，通1.2吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1）制取產(chǎn)品和中間體：可以利用氣體吸收制取產(chǎn)品，如水吸收氯化氫氣體制備工業(yè)鹽酸；水吸收二氧化氮生產(chǎn)硝酸；氨水吸收二氧化碳生產(chǎn)碳酸氫銨；水吸收甲醛蒸汽制取甲醛溶液等。2）分離氣體混合物如石油裂解氣油吸收，將C2以上的組分與氫、甲烷分開；用水吸收乙醇氧化脫氫制取乙醛；用醋酸亞銅氨液從C4餾分中提取丁二烯；用N-甲基吡啶烷酮作溶劑將天然氣部分氧化所得裂解化氣中的乙炔分離等。1.2吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用3）從氣體中回收有用組分如用硫酸從煤氣中回收氨生成硫銨；用洗油從煤氣中回收粗苯；從煙道氣中回收高純度二氧化碳等。4）氣體凈化原料氣的凈化、尾氣廢氣的凈化。5）生化工程：水對氧氣的吸收。3）從氣體中回收有用組分2、吸收過程操作條件及因素2.1吸收過程的必須條件當(dāng)氣相組分的實際分壓大于平衡分壓，組分實際摩爾分?jǐn)?shù)大于平衡摩爾分?jǐn)?shù)，溶質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)入液相，從而被吸收。反之，溶質(zhì)將從液相轉(zhuǎn)入氣相，從而被解吸。2、吸收過程操作條件及因素2.2吸收過程的操作因素1）操作壓力的影響：2）操作溫度的影響3）液氣比的影響4）吸收因子和塔板數(shù)的影響2.2吸收過程的操作因素2.3吸收劑的選擇具有足夠大的吸收能力易于再生具有選擇性吸收劑本身的蒸汽壓應(yīng)該不大應(yīng)該穩(wěn)定性好廉價易得無腐蝕性傳質(zhì)系數(shù)足夠大2.3吸收劑的選擇3、多組分吸收液的解吸1）減壓閃蒸解吸2）加熱升溫解吸3）解吸劑作用下解吸4）精餾3、多組分吸收液的解吸4、吸收設(shè)備4.1填料塔4.2板式塔4、吸收設(shè)備4.3噴淋塔4.4鼓泡塔4.3噴淋塔4.5降膜吸收器4.6超重力吸收器4.5降膜吸收器2、工業(yè)廢氣的吸附凈化法2.1吸附的基本理論2.1.1物理吸附與化學(xué)吸附現(xiàn)象1）吸附現(xiàn)象，根據(jù)吸附劑表面與吸附質(zhì)之間作用力的不同，分為物理吸附和化學(xué)吸附。2）物理吸附：是分子間引力引起的，通常稱為范德華力，它是定向力、誘導(dǎo)力和散逸力的總稱。它的特征是吸附質(zhì)與吸附劑不發(fā)生化學(xué)作用，是一種可逆過程。3）化學(xué)吸附：是由于固體表面與被吸附物質(zhì)之間的化學(xué)鍵力起作用的結(jié)果，該吸附需要一定的活化能，故又稱活化吸附。2、工業(yè)廢氣的吸附凈化法2.1吸附的基本理論4）物理吸附與化學(xué)吸附的區(qū)別吸附熱：一般化學(xué)吸附熱很大（大于42KJ/mol），物理吸附熱則很小，僅幾百焦耳/摩爾左右。選擇性：化學(xué)吸附具有較高的選擇性，而物理吸附則沒有多大選擇性。溫度的影響：溫度升高，化學(xué)吸附和脫附速度都顯著增加；物理吸附和脫附速度一般不受溫度的影響，但吸附量隨溫度的升高而降低。吸附層厚度：化學(xué)吸附總是單分子層或單原子層的，且不易解吸；物理吸附可以是單分子層，也可以是多分子層，解吸容易。4）物理吸附與化學(xué)吸附的區(qū)別2.1.2吸附劑1）活性炭：疏水性，常用來回收濕空氣中的有機(jī)溶劑、惡臭物質(zhì)以及工業(yè)廢氣中的氮氧化合物、二氧化硫等。使用溫度一般不超過200℃?；钚蕴渴怯筛鞣N含碳物質(zhì)經(jīng)炭化后再經(jīng)水蒸氣或藥品進(jìn)行活化處理而得。2）硅膠：親水性，常用于廢氣的干燥脫水、回收處理有機(jī)蒸汽。硅膠是粒狀無晶性氧化硅，由水玻璃（硅酸鈉）用酸處理，將得到的硅凝膠經(jīng)老化、水洗、干燥脫水制得。2.1.2吸附劑3）分子篩：是一種人工合成沸石，為多孔型硅酸鹽骨架結(jié)構(gòu)。通式為：分子篩的特點是孔徑整齊均一，具有高的吸附選擇性；同時分子篩又是一種離子型吸附劑，對極性分子、不飽和有機(jī)物具有選擇吸附能力；常用于廢氣脫硫、脫氮、含汞蒸氣等的凈化和治理。4）活性氧化鋁：是將含水氧化鋁在嚴(yán)格升溫條件下，加熱到464℃，使之脫水而制得?；钚匝趸X對水有強(qiáng)的吸附能力，主要用于氣體和液體的干燥、石油氣的濃縮和脫氫、含氟廢氣的治理等。3）分子篩：是一種人工合成沸石，為多孔型硅酸鹽骨架結(jié)構(gòu)。通式5）幾種吸附劑應(yīng)用舉例5）幾種吸附劑應(yīng)用舉例2.1.3吸附基本理論1）吸附平衡朗格繆爾方程：理論假設(shè)：吸附僅是單分子層的；氣體分子在吸附劑表面的吸附和脫附呈動態(tài)平衡；吸附劑表面性質(zhì)是均一的，被吸附的分子之間相互不受影響；氣體的吸附速率與該氣體在氣相中的分壓成正比。吸附劑表面被吸附分子覆蓋的百分?jǐn)?shù)；吸附系數(shù)，是吸附作用的平衡常數(shù)；氣相分壓2.1.3吸附基本理論弗羅因德利希方程：上式兩邊取對數(shù)：BET方程：V為壓力為P時的吸附總量；Vm為單分子層鋪滿的吸附量；P0為實際溫度下的飽和蒸汽壓；C為常數(shù)。吸附等溫線：是指某一吸附溫度下，吸附量-氣體分壓的曲線。弗羅因德利希方程：2）吸附過程外擴(kuò)散：氣體組分從氣相主體穿過吸附劑離子周圍的邊界膜擴(kuò)散到達(dá)吸附劑的外表面；內(nèi)擴(kuò)散：氣體組分從吸附劑表面擴(kuò)散進(jìn)入微孔道內(nèi)，在微孔道內(nèi)擴(kuò)散到微孔表面；吸附與脫附：到達(dá)微孔表面的吸附質(zhì)分子被吸附到吸附劑上，并最終達(dá)到吸附與脫附的動態(tài)平衡。脫附出來的氣體經(jīng)內(nèi)、外擴(kuò)散到氣相主體。2）吸附過程2.2吸附劑的再生1）吸附劑再生有兩種情況：一種是單純脫除污物，再生吸附劑，脫附出來的廢氣可送去燃燒；另一種是在脫除吸附質(zhì)的同時回收脫除的吸附質(zhì)。2）吸附劑再生方法：加熱解吸再生：降壓或真空解吸：溶劑置換再生：其他再生方法：2.2吸附劑的再生2.3吸附設(shè)備2.3.1固定床吸附器2.3.2移動床吸附器2.3吸附設(shè)備2.3.3流化床吸附器2.3.3流化床吸附器3、工業(yè)廢氣的燃燒及催化凈化法3.1燃燒基本概念1）燃燒凈化法：是利用工業(yè)廢氣中污染物的可以燃燒氧化的特性，將其燃燒、轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害物質(zhì)的方法。2）著火溫度與爆炸濃度極限：著火溫度是指在某一條件下開始正常燃燒的最低溫度；爆炸濃度極限一般指空氣中可燃組分的相對濃度的上限燃燒濃度范圍及下限燃燒濃度范圍。3、工業(yè)廢氣的燃燒及催化凈化法3.1燃燒基本概念4）動力燃燒、擴(kuò)散燃燒、混合燃燒整個燃燒過程的時間等于可燃物與氧化劑接觸時間和燃燒反應(yīng)時間之和。動力燃燒：即燃燒反應(yīng)時間遠(yuǎn)大于可燃物與氧化劑接觸時間；總?cè)紵俾嗜Q于化學(xué)動力學(xué)因素，即反應(yīng)時的溫度、壓力、反應(yīng)物濃度等，與流體力學(xué)因素?zé)o關(guān)。擴(kuò)散燃燒：即燃燒反應(yīng)時間遠(yuǎn)小于可燃物與氧化劑接觸時間；混合燃燒：介于二者之間4）動力燃燒、擴(kuò)散燃燒、混合燃燒3）火焰?zhèn)鞑ダ碚摕醾鞑ダ碚摚赫J(rèn)為火焰是由燃燒放出的熱量，傳遞到周圍的混合氣體，使之達(dá)到著火溫度而燃燒并傳播的。自由基連鎖反應(yīng)理論：認(rèn)為火焰中十分快速的氧化作用，是自由基連鎖反應(yīng)的結(jié)果。自由基是在火焰中離解生產(chǎn)的、具有不飽和價的自由原子或原子團(tuán)，活性很強(qiáng)，在火焰中引起連鎖反應(yīng)。3）火焰?zhèn)鞑ダ碚摾纾簹錃獾娜紵纾簹錃獾娜紵?.2燃燒類型1）直接燃燒：是用可燃有害氣體作為燃料來燃燒的方法。3.2燃燒類型氣體廢物的凈化與利用方法課件3）催化燃燒：是利用催化劑使空氣中氣態(tài)污染物在較低溫度（250-450℃）下氧化分解的方法。3）催化燃燒：是利用催化劑使空氣中氣態(tài)污染物在較低溫度（252）熱力燃燒：主要依靠輔助燃料燃燒產(chǎn)生的熱力，提高廢氣的溫度，使廢氣中烴及其他污染物迅速氧化，轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳和水蒸氣的過程。2）熱力燃燒：主要依靠輔助燃料燃燒產(chǎn)生的熱力，提高廢氣的溫度4、冷凝凈化法1）冷凝凈化法比較適宜于用來凈化有價值的或高濃度的有機(jī)廢氣；2）通常將冷凝法與其他凈化方法如吸附、吸收、燃燒等結(jié)合起來使用；3）冷凝設(shè)備分為直接接觸式冷凝器和表面冷凝器兩種。4）冷凝原理：利用氣態(tài)污染物在不同溫度及壓力下具有不同的飽和蒸汽壓，在降低溫度或加壓條件下，某些污染物凝結(jié)出來，以達(dá)到凈化或回收的目的?？梢越柚诳刂撇煌睦淠郎囟龋蛛x出不同的污染物來。4、冷凝凈化法1）冷凝凈化法比較適宜于用來凈化有價值的或高濃氣體廢物的凈化與利用方法課件5、生物凈化法1）生物凈化法概述：生物凈化法是利用微生物對污染物有較強(qiáng)、較快的適應(yīng)能力的特點，用污染物對其進(jìn)行馴化，微生物可以以污染物作為代謝底物，使其降解、轉(zhuǎn)化為無害、簡單的物質(zhì)，從而達(dá)到凈化氣態(tài)污染物的目的。該法適用于低濃度（小于3g/m3）有機(jī)廢氣的治理。5、生物凈化法1）生物凈化法概述：2）生物凈化原理生物凈化有機(jī)廢氣的歷程有三步：有機(jī)廢氣首先與水接觸，使有機(jī)污染物從氣相進(jìn)入到液相；進(jìn)入液相或固體表面生物層的有機(jī)物被微生物吸收或吸附；進(jìn)入微生物細(xì)胞的有機(jī)物在微生物代謝過程中作為能源和營養(yǎng)物質(zhì)被分解、轉(zhuǎn)化成無害化合物。生物凈化的工藝條件：即微生物生長的最佳條件，溫度、供氧量、PH值等。2）生物凈化原理3）生物凈化設(shè)備及工藝3）生物凈化設(shè)備及工藝氣體廢物的凈化與利用方法課件6、高能電子輻射-化學(xué)凈化法1）概述概念：這是一類利用高能電子射線激活、電離、裂解工業(yè)廢氣中各組分，從而發(fā)生氧化等一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，將有害物轉(zhuǎn)化為無害物或有用的副產(chǎn)品加以回收的方法。優(yōu)點：是干法凈化過程，不產(chǎn)生廢水、廢渣，不會導(dǎo)致二次污染；能同時凈化一種以上的氣態(tài)污染物；系統(tǒng)工藝簡單、操作方便、過程容易控制等。6、高能電子輻射-化學(xué)凈化法1）概述2）電子束輻照法電子輻照法是應(yīng)用電子加速器產(chǎn)生的高能電子束（500-800eV）通過靶窗對煙氣進(jìn)行輻照后，煙氣中的水分、氧氣、氮氣等被激活、分裂，產(chǎn)生大量自由基,這些自由基具有強(qiáng)烈的氧化性，能將煙氣中的二氧化硫及氮氧化物氧化為硫酸和硝酸。呈霧狀的硫酸和硝酸與電子束照射以前注入反應(yīng)器內(nèi)的氨進(jìn)一步反應(yīng)，生產(chǎn)白色粉狀的硫酸銨和硝酸銨混合物，由靜電除塵器捕集回收后，作為農(nóng)用化肥使用。氣體廢物的凈化與利用方法課件3）脈沖電暈法概念：脈沖電暈法是在直流高壓（20-80KV）上疊加一脈沖電壓（如輻射值為200-250KV，周期20ms，脈沖寬度為1us左右，脈沖前后沿約200ns），形成超高壓脈沖放電。由于這種脈沖前后沿陡峭，峰值高，使電暈極附近發(fā)生激烈、高頻率的脈沖電暈放電，從而使基態(tài)氣體獲得足夠大能量，發(fā)生強(qiáng)烈的輝光放電，空間氣體迅速成為高濃度等離子體。應(yīng)用這種超高壓脈沖放電技術(shù)處理煙氣，可在極短的時間內(nèi)，使空間電場強(qiáng)度發(fā)生突然的巨大變化，反應(yīng)器內(nèi)煙氣瞬間被激活，自由能猛增成為活化分子。這些活化分子在發(fā)生頻繁碰撞的瞬間，將動能轉(zhuǎn)化為分子內(nèi)部的勢能，原有化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，生成新的單一原子氣體或單質(zhì)固體顆粒。3）脈沖電暈法氣體廢物的凈化與利用方法課件7、膜凈化法

概念：膜凈化法是利用固體膜或液體膜作為一種滲透介質(zhì)，廢氣中各組分由于分子量大小不同或荷電、化學(xué)性質(zhì)不同，透過膜的能力不同，而得以分離開來，從而達(dá)到脫除有害物質(zhì)或回收有價值物質(zhì)的目的。優(yōu)點：分離因子大、分離效果好；由于過程中不發(fā)生相變，不必耗費相變能，節(jié)約能量；膜凈化法操作簡單、控制方便、操作彈性大。7、膜凈化法氣體廢物的凈化及利用方法氣體廢物的凈化及利用方法1、氣體廢物的吸收凈化方法1、吸收分離概述1.1吸收過程的分類1）物理吸收和化學(xué)吸收物理吸收：是溶質(zhì)與液體溶劑之間不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)，可以當(dāng)做是單純的氣體溶解于液相中的物理過程。物理吸收過程應(yīng)注意考慮在操作溫度下，溶質(zhì)在溶劑中的溶解度，吸收速率主要取決于氣相與界面上溶質(zhì)的濃度差，以及溶質(zhì)從氣相向液相傳遞的擴(kuò)散速率?；瘜W(xué)吸收：是指在吸收過程中發(fā)生明顯化學(xué)反應(yīng)的吸收。對于化學(xué)吸收，不僅考慮氣體溶于吸收劑的問題，而且要考慮化學(xué)反應(yīng)速率問題。1、氣體廢物的吸收凈化方法1、吸收分離概述2）單組份吸收與多組分吸收單組分吸收：在氣體吸收過程中，若氣體混合物中只有一個組分在吸收劑中有顯著的溶解度，其他組分的溶解度很小，甚至忽略時，則這類吸收為單組份吸收。多組分吸收：當(dāng)氣體混合物中各組分在吸收劑中的溶解度不同，但多個組分在吸收劑中有顯著的溶解度，這種吸收稱為多組分吸收。2）單組份吸收與多組分吸收對于理想溶液，A=0，則有：在低壓下，可用平衡分壓pi代替fi,變成亨利定律的表達(dá)式：若以濃度代替，則有：只和溫度有關(guān)，隨溫度的升高而增大，與溶液的總壓和組成無關(guān)。可查表對于理想溶液，A=0，則有：2）吸收過程的傳質(zhì)理論雙膜理論相界面氣膜液膜氣相主體液相主體pAiZLZGpA0CAiCAL理論假設(shè)：1、在氣液界面兩側(cè)各存在一個很薄的滯流區(qū)，分別稱為氣膜和液膜，薄膜內(nèi)的質(zhì)量傳遞主要依靠分子擴(kuò)散；2、在該膜以外的流體主體內(nèi)，質(zhì)量傳遞主要為對流來完成；3、當(dāng)氣相中溶質(zhì)A從氣相主體經(jīng)氣膜、液膜遷移到液相主體時，其阻力主要集中在兩膜內(nèi)，其傳遞速率取決于兩膜的阻力大?。?、在氣液界面處，界面兩側(cè)的濃度符合相平衡關(guān)系。2）吸收過程的傳質(zhì)理論相界面氣膜液膜氣相主體液相主體pAiZ傳質(zhì)速率（費克定律）：根據(jù)分子擴(kuò)散的費克定理，單位時間內(nèi)，通過單位截面積的A物質(zhì)量，正比于擴(kuò)散方向上的濃度梯度。即氣膜控制與液膜控制:溶解度較小的溶質(zhì)的吸收過程,如用水吸收二氧化碳、氫氣、氧氣、氮氣、一氧化碳、硫化氫等難溶氣體時，過程阻力主要集中在液膜之內(nèi)，稱該過程為液膜控制過程；易溶氣體的吸收過程，如水對氯化氫、氨氣的吸收，過程阻力主要集中在氣膜內(nèi)，故稱為氣膜控制過程；氣體溶解度適中時，氣液膜阻力差不多，稱為兩膜控制過程。如水對二氧化硫、丙酮；硫酸對二氧化氮等。傳質(zhì)速率（費克定律）：根據(jù)分子擴(kuò)散的費克定理，單位時間內(nèi)，通1.2吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1）制取產(chǎn)品和中間體：可以利用氣體吸收制取產(chǎn)品，如水吸收氯化氫氣體制備工業(yè)鹽酸；水吸收二氧化氮生產(chǎn)硝酸；氨水吸收二氧化碳生產(chǎn)碳酸氫銨；水吸收甲醛蒸汽制取甲醛溶液等。2）分離氣體混合物如石油裂解氣油吸收，將C2以上的組分與氫、甲烷分開；用水吸收乙醇氧化脫氫制取乙醛；用醋酸亞銅氨液從C4餾分中提取丁二烯；用N-甲基吡啶烷酮作溶劑將天然氣部分氧化所得裂解化氣中的乙炔分離等。1.2吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用3）從氣體中回收有用組分如用硫酸從煤氣中回收氨生成硫銨；用洗油從煤氣中回收粗苯；從煙道氣中回收高純度二氧化碳等。4）氣體凈化原料氣的凈化、尾氣廢氣的凈化。5）生化工程：水對氧氣的吸收。3）從氣體中回收有用組分2、吸收過程操作條件及因素2.1吸收過程的必須條件當(dāng)氣相組分的實際分壓大于平衡分壓，組分實際摩爾分?jǐn)?shù)大于平衡摩爾分?jǐn)?shù)，溶質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)入液相，從而被吸收。反之，溶質(zhì)將從液相轉(zhuǎn)入氣相，從而被解吸。2、吸收過程操作條件及因素2.2吸收過程的操作因素1）操作壓力的影響：2）操作溫度的影響3）液氣比的影響4）吸收因子和塔板數(shù)的影響2.2吸收過程的操作因素2.3吸收劑的選擇具有足夠大的吸收能力易于再生具有選擇性吸收劑本身的蒸汽壓應(yīng)該不大應(yīng)該穩(wěn)定性好廉價易得無腐蝕性傳質(zhì)系數(shù)足夠大2.3吸收劑的選擇3、多組分吸收液的解吸1）減壓閃蒸解吸2）加熱升溫解吸3）解吸劑作用下解吸4）精餾3、多組分吸收液的解吸4、吸收設(shè)備4.1填料塔4.2板式塔4、吸收設(shè)備4.3噴淋塔4.4鼓泡塔4.3噴淋塔4.5降膜吸收器4.6超重力吸收器4.5降膜吸收器2、工業(yè)廢氣的吸附凈化法2.1吸附的基本理論2.1.1物理吸附與化學(xué)吸附現(xiàn)象1）吸附現(xiàn)象，根據(jù)吸附劑表面與吸附質(zhì)之間作用力的不同，分為物理吸附和化學(xué)吸附。2）物理吸附：是分子間引力引起的，通常稱為范德華力，它是定向力、誘導(dǎo)力和散逸力的總稱。它的特征是吸附質(zhì)與吸附劑不發(fā)生化學(xué)作用，是一種可逆過程。3）化學(xué)吸附：是由于固體表面與被吸附物質(zhì)之間的化學(xué)鍵力起作用的結(jié)果，該吸附需要一定的活化能，故又稱活化吸附。2、工業(yè)廢氣的吸附凈化法2.1吸附的基本理論4）物理吸附與化學(xué)吸附的區(qū)別吸附熱：一般化學(xué)吸附熱很大（大于42KJ/mol），物理吸附熱則很小，僅幾百焦耳/摩爾左右。選擇性：化學(xué)吸附具有較高的選擇性，而物理吸附則沒有多大選擇性。溫度的影響：溫度升高，化學(xué)吸附和脫附速度都顯著增加；物理吸附和脫附速度一般不受溫度的影響，但吸附量隨溫度的升高而降低。吸附層厚度：化學(xué)吸附總是單分子層或單原子層的，且不易解吸；物理吸附可以是單分子層，也可以是多分子層，解吸容易。4）物理吸附與化學(xué)吸附的區(qū)別2.1.2吸附劑1）活性炭：疏水性，常用來回收濕空氣中的有機(jī)溶劑、惡臭物質(zhì)以及工業(yè)廢氣中的氮氧化合物、二氧化硫等。使用溫度一般不超過200℃?；钚蕴渴怯筛鞣N含碳物質(zhì)經(jīng)炭化后再經(jīng)水蒸氣或藥品進(jìn)行活化處理而得。2）硅膠：親水性，常用于廢氣的干燥脫水、回收處理有機(jī)蒸汽。硅膠是粒狀無晶性氧化硅，由水玻璃（硅酸鈉）用酸處理，將得到的硅凝膠經(jīng)老化、水洗、干燥脫水制得。2.1.2吸附劑3）分子篩：是一種人工合成沸石，為多孔型硅酸鹽骨架結(jié)構(gòu)。通式為：分子篩的特點是孔徑整齊均一，具有高的吸附選擇性；同時分子篩又是一種離子型吸附劑，對極性分子、不飽和有機(jī)物具有選擇吸附能力；常用于廢氣脫硫、脫氮、含汞蒸氣等的凈化和治理。4）活性氧化鋁：是將含水氧化鋁在嚴(yán)格升溫條件下，加熱到464℃，使之脫水而制得?；钚匝趸X對水有強(qiáng)的吸附能力，主要用于氣體和液體的干燥、石油氣的濃縮和脫氫、含氟廢氣的治理等。3）分子篩：是一種人工合成沸石，為多孔型硅酸鹽骨架結(jié)構(gòu)。通式5）幾種吸附劑應(yīng)用舉例5）幾種吸附劑應(yīng)用舉例2.1.3吸附基本理論1）吸附平衡朗格繆爾方程：理論假設(shè)：吸附僅是單分子層的；氣體分子在吸附劑表面的吸附和脫附呈動態(tài)平衡；吸附劑表面性質(zhì)是均一的，被吸附的分子之間相互不受影響；氣體的吸附速率與該氣體在氣相中的分壓成正比。吸附劑表面被吸附分子覆蓋的百分?jǐn)?shù)；吸附系數(shù)，是吸附作用的平衡常數(shù)；氣相分壓2.1.3吸附基本理論弗羅因德利希方程：上式兩邊取對數(shù)：BET方程：V為壓力為P時的吸附總量；Vm為單分子層鋪滿的吸附量；P0為實際溫度下的飽和蒸汽壓；C為常數(shù)。吸附等溫線：是指某一吸附溫度下，吸附量-氣體分壓的曲線。弗羅因德利希方程：2）吸附過程外擴(kuò)散：氣體組分從氣相主體穿過吸附劑離子周圍的邊界膜擴(kuò)散到達(dá)吸附劑的外表面；內(nèi)擴(kuò)散：氣體組分從吸附劑表面擴(kuò)散進(jìn)入微孔道內(nèi)，在微孔道內(nèi)擴(kuò)散到微孔表面；吸附與脫附：到達(dá)微孔表面的吸附質(zhì)分子被吸附到吸附劑上，并最終達(dá)到吸附與脫附的動態(tài)平衡。脫附出來的氣體經(jīng)內(nèi)、外擴(kuò)散到氣相主體。2）吸附過程2.2吸附劑的再生1）吸附劑再生有兩種情況：一種是單純脫除污物，再生吸附劑，脫附出來的廢氣可送去燃燒；另一種是在脫除吸附質(zhì)的同時回收脫除的吸附質(zhì)。2）吸附劑再生方法：加熱解吸再生：降壓或真空解吸：溶劑置換再生：其他再生方法：2.2吸附劑的再生2.3吸附設(shè)備2.3.1固定床吸附器2.3.2移動床吸附器2.3吸附設(shè)備2.3.3流化床吸附器2.3.3流化床吸附器3、工業(yè)廢氣的燃燒及催化凈化法3.1燃燒基本概念1）燃燒凈化法：是利用工業(yè)廢氣中污染物的可以燃燒氧化的特性，將其燃燒、轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害物質(zhì)的方法。2）著火溫度與爆炸濃度極限：著火溫度是指在某一條件下開始正常燃燒的最低溫度；爆炸濃度極限一般指空氣中可燃組分的相對濃度的上限燃燒濃度范圍及下限燃燒濃度范圍。3、工業(yè)廢氣的燃燒及催化凈化法3.1燃燒基本概念4）動力燃燒、擴(kuò)散燃燒、混合燃燒整個燃燒過程的時間等于可燃物與氧化劑接觸時間和燃燒反應(yīng)時間之和。動力燃燒：即燃燒反應(yīng)時間遠(yuǎn)大于可燃物與氧化劑接觸時間；總?cè)紵俾嗜Q于化學(xué)動力學(xué)因素，即反應(yīng)時的溫度、壓力、反應(yīng)物濃度等，與流體力學(xué)因素?zé)o關(guān)。擴(kuò)散燃燒：即燃燒反應(yīng)時間遠(yuǎn)小于可燃物與氧化劑接觸時間；混合燃燒：介于二者之間4）動力燃燒、擴(kuò)散燃燒、混合燃燒3）火焰?zhèn)鞑ダ碚摕醾鞑ダ碚摚赫J(rèn)為火焰是由燃燒放出的熱量，傳遞到周圍的混合氣體，使之達(dá)到著火溫度而燃燒并傳播的。自由基連鎖反應(yīng)理論：認(rèn)為火焰中十分快速的氧化作用，是自由基連鎖反應(yīng)的結(jié)果。自由基是在火焰中離解生產(chǎn)的、具有不飽和價的自由原子或原子團(tuán)，活性很強(qiáng)，在火焰中引起連鎖反應(yīng)。3）火焰?zhèn)鞑ダ碚摾纾簹錃獾娜紵纾簹錃獾娜紵?.2燃燒類型1）直接燃燒：是用可燃有害氣體作為燃料來燃燒的方法。3.2燃燒類型氣體廢物的凈化與利用方法課件3）催化燃燒：是利用催化劑使空氣中氣態(tài)污染物在較低溫度（250-450℃）下氧化分解的方法。3）催化燃燒：是利用催化劑使空氣中氣態(tài)污染物在較低溫度（252）熱力燃燒：主要依靠輔助燃料燃燒產(chǎn)生的熱力，提高廢氣的溫度，使廢氣中烴及其他污染物迅速氧化，轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳和水蒸氣的過程。2）熱力燃燒：主要依靠輔助燃料燃燒產(chǎn)生的熱力，提高廢氣的溫度4、冷凝凈化法1）冷凝凈化法比較適宜于用來凈化有價值的或高濃度的有機(jī)廢氣；2）通常將冷凝法與其他凈化方法如吸附、吸收、燃燒等結(jié)合起來使用；3）冷凝設(shè)備分為直接接觸式冷凝器和表面冷凝器兩種。4）冷凝原理：利用氣態(tài)污染物在不同溫度及壓力下具有不同的飽和蒸汽壓，在降低溫度或加壓條件下，某些污染物凝結(jié)出來，以達(dá)到凈化或回收的目的?？梢越柚诳刂撇煌睦淠郎囟?，分離出不同的污染物來。4、冷凝凈化法1）冷凝凈化法比較適宜于用來凈化有價值的或高濃氣體廢物的凈化與利用方法課件5、生物凈化法1）生物凈化法概述：生物凈化法是利用微生物對污染物有較強(qiáng)、較快的適應(yīng)能力的特點，用污染物對其進(jìn)行馴化，微生物可以以污染物作為代謝底物，使其降解、轉(zhuǎn)化為無害、簡單的物質(zhì)，從而達(dá)到凈化氣態(tài)污染