環(huán)境工程原理課件圖文解析一四

第四章吸收

學(xué)習(xí)目標(biāo)了解吸收的分類、典型的工業(yè)吸收過程、各種不同類型的吸收設(shè)備及吸收在環(huán)境工程中的應(yīng)用。理解吸收操作的基本概念、吸收傳質(zhì)機(jī)理。掌握吸收的相關(guān)計(jì)算，能運(yùn)用工程觀念分析解決吸收操作中的實(shí)際問題。第一節(jié)概述利用氣體混合物中各種組分在同一液體（溶劑）中溶解度差異、分離混合物的操作稱為氣體吸收。一、工業(yè)吸收過程

吸收流程包括吸收和解吸兩大部分。吸收操作要點(diǎn)：①選擇合適的溶劑。②提供適當(dāng)?shù)膫髻|(zhì)設(shè)備以實(shí)現(xiàn)氣液兩相的接觸。③溶劑再生以便循環(huán)使用。吸收與解吸流程

二、吸收的分類1．物理吸收與化學(xué)吸收2．單組分吸收與多組分吸收3．等溫吸收與非等溫吸收4．低組成吸收與高組成吸收工業(yè)生產(chǎn)中的吸收過程以低組成吸收為主三、吸收在環(huán)境治理中的應(yīng)用吸收被廣泛地應(yīng)用于氣態(tài)污染物的凈化用吸收法凈化的氣態(tài)污染物：⑴含氮氧化物廢氣⑵含硫氧化物廢氣⑶含碳?xì)浠衔飶U氣⑷含硫氫化合物廢氣四、吸收設(shè)備的主要類型

氣體吸收設(shè)備主要為板式塔與填料塔兩大類。兩種主要吸收設(shè)備五、醋吸收著操作絞的經(jīng)土濟(jì)性吸收仰的操洽作費(fèi)津用主磚要包館括。①氣、印液兩云相流癢經(jīng)吸剝收設(shè)話備的裕能量批消耗逝；②溶劑管的揮妄發(fā)損憐失和增變質(zhì)物損失略；③溶劑賠的再語生費(fèi)錦用，勺即解被吸操您作費(fèi)鉆。這三均項(xiàng)以瀉再生勺費(fèi)用宿所占炮比例棍最大勻。常用持的解啄吸方跳式有脆升溫咳、減栗壓、匠吹氣。第二嫁節(jié)吸收險(xiǎn)凈化輛的基鎖本原匙理一、波吸收棕過程舅的氣烏液相狡平衡1.物理吉吸收影的氣吐液相礎(chǔ)平衡在一很定的壺溫度爭(zhēng)和壓錄力下閑，氣結(jié)、液田兩相爹發(fā)生切接觸姻后，揮吸收質(zhì)便源由氣潛相向悼液相筆轉(zhuǎn)移所，隨潮著液肌體中漠吸收慎質(zhì)濃牛度的岸逐漸初增高短，吸收釋速率危逐漸抹減小色，解姜吸速質(zhì)率逐悅漸增禁大。慈經(jīng)過暑相當(dāng)壤長(zhǎng)的塞時(shí)間接觸供后，消吸收黨速率均與解絕吸速桑率相凈等，氣液兩相達(dá)到平衡。平衡動(dòng)分壓：平衡洗狀態(tài)殊下，刃被吸搜收氣作體在訂溶液獵上方鳥的分顏壓。溶解復(fù)度：平衡絮狀態(tài)著下，仁可溶百氣體成在溶翠液中滅的濃咳度。幾種銜常見陳氣體侄在水牢中的血溶解慈度討論復(fù)：①不粗同性真質(zhì)的喝氣體梳在同虜一溫筆度和計(jì)分壓陜條件快下，乏溶解概度各不相澡同；②氣耕體的裕溶解撞度與包溫度艱有關(guān)凍，一典般說做來，故隨著勤溫度屢升高拐，溶解銷度下伐降；③溫慢度一鄉(xiāng)豐定時(shí)辯，溶奶解度慕隨溶羊質(zhì)分墊壓升棍高而呢增大毯，在窄吸收系統(tǒng)幻玉中，歉增大杜氣相孝總壓寺，組社分的甜分壓稅會(huì)升縮慧高，遙溶解戀度也塘隨之加大舌。結(jié)論歇：溶解省度與歉氣體秘和液辱體的糊性質(zhì)嶄有關(guān)溜，而塘且與怎吸收兄體系碼的溫度、概總壓葛和氣妥相組乒成有悄關(guān)。⑴以p及x表示靈的平控衡關(guān)統(tǒng)系⑵以y及x表示華的平呆衡關(guān)洗系⑶以pe及c表示歌平衡你關(guān)系⑷以Y及X表示文的平監(jiān)衡關(guān)殊系2.化學(xué)險(xiǎn)吸收及的氣廈液相可平衡化學(xué)段平衡誓關(guān)系跑可以餓寫成Ｋ＝［Ａ］＝∴∵二、鏈相平壞衡與場(chǎng)吸收龍過程作的關(guān)耽系1．判舞別過訴程的善方向判別艱過程夜進(jìn)行享的方序向2.指明航過程齒的極任限x1m狹ax=x1e=y1∕打m吸收賀過程顧極限3.計(jì)算乏過程趕的推揭動(dòng)力吸收兇推動(dòng)毒力三、啦吸收影傳質(zhì)往機(jī)理吸收軟過程哥兩相擁間物策質(zhì)傳新遞的鄙三個(gè)俯步驟擔(dān)：①溶質(zhì)窯由氣壓相主學(xué)體傳帳遞到剪兩相抽界面肢，即劣氣相咳內(nèi)物百質(zhì)傳卸遞。②溶質(zhì)躍在界頓面上由溶解巷，由妙氣相監(jiān)轉(zhuǎn)入烏液相暖，即誼界面爆上發(fā)專生溶解壞過程態(tài)；③溶質(zhì)澇自界幸面被奪傳遞爽到液寇相主尾體，互即液豈相內(nèi)寄物質(zhì)柄傳遞巴?？傔^緊程速說率分獄別由原氣相繼和液構(gòu)相內(nèi)盡的傳羨質(zhì)速葉率所褲決定隊(duì)。1.分子張擴(kuò)散后與對(duì)姜流擴(kuò)書散⑴分子姐擴(kuò)散由分猶子無弟規(guī)則袋熱運(yùn)秩動(dòng)而菌引起貸的物會(huì)質(zhì)傳皮遞現(xiàn)攏象稱可為分爹子擴(kuò)散。墻分子種擴(kuò)散里速率現(xiàn)主要詳取決俊于擴(kuò)嬌散物樓質(zhì)和挖流體低的某剛些物督理性質(zhì)。分子茶擴(kuò)散艱速率但與流鉤體在要什么恥介質(zhì)粉中擴(kuò)尸散有篇關(guān)，哭在不蛋同介質(zhì)中兵擴(kuò)散跟系數(shù)享不同與；與獻(xiàn)擴(kuò)散綿的濃蹤蝶度梯翻度、菌擴(kuò)散盾系數(shù)稈成正飼比。擴(kuò)散物質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)Dcm2/s擴(kuò)散物質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)Dcm2/sH20.611H2O0.220N20.132C6H60.077O20.178C7H80.076CO20.138CH3OH0.132HCL0.130C2H5OH0.102SO20.103CS20.089SO30.095C2H5OC2H50.078NH30.17一些進(jìn)物質(zhì)侵在空貨氣中養(yǎng)的擴(kuò)鎮(zhèn)散系到數(shù)（０℃、１擋０１.３３k敵Pa）一些窗物質(zhì)角在水掌中的皂擴(kuò)散任系數(shù)螞（２姥０℃稀)擴(kuò)散物質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)D’*109m2/s擴(kuò)散物質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)D’*109m2/sO21.80C2H21.56CO21.50CH2COOH0.88NO21.51C2H5OH1.28NH31.76C3H7OH1.00Cl21.22C4H9OH0.87Br21.2C6H5OH0.77H25.13甘油0.84N21.64尿素0.73HCl2.64葡萄糖1.06H2S1.41蔗糖0.60H2SO41.73HNO32.6NaCl1.35NaOH1.51⑵對(duì)流趙擴(kuò)散渦流付擴(kuò)散--糞-在湍費(fèi)流主解體中弓，憑予借流胃體質(zhì)卸點(diǎn)的探湍動(dòng)士與旋渦而倚引起隨的物勵(lì)質(zhì)傳叛遞現(xiàn)哀象。對(duì)流擴(kuò)洪散--舌-湍流混主體忍與相叼界面鐵的分絨子擴(kuò)施散與白渦流壟擴(kuò)散兩種昨傳質(zhì)蜘作用騾的總要和。對(duì)流塘擴(kuò)散特點(diǎn):①擴(kuò)散艙物質(zhì)捧主要幣借助銳主流汽流體漠的攜班帶作富用而值轉(zhuǎn)移出。②對(duì)流備擴(kuò)散他速率答比分陵子擴(kuò)窗散速逃率大尿的多癢，對(duì)鴉流擴(kuò)鐘散速福率主要爆取決脈于流泡體的蜓湍流住程度蘆。2.吸收問傳質(zhì)血理論雙膜赴理論壟示意罰圖雙膜溪理論傘的基公本論窮點(diǎn)：①氣液處兩流飯?bào)w間焦存在折著穩(wěn)儲(chǔ)定的庫相界勝面，恨界面心兩側(cè)習(xí)各有店一有效嚷滯流與膜層要，分擁別稱疫為氣獨(dú)膜、陶液膜雙，吸武收質(zhì)毅以分?jǐn)雷訑U(kuò)畝散的方式夾通過劑此二欠膜層怠。②在相選界面扛處，秩氣，帶液兩棗相達(dá)盟到平勵(lì)衡。③在膜廟層以陸外的絹氣，喝液兩宣相中候心區(qū)謹(jǐn)，流膜體充嫩分湍秘流，奧吸收質(zhì)示濃度甚是均登勻，吸全部鋤濃度丹變化瓜集中勝在兩撓相有陵效膜懼內(nèi)。相際瞞傳質(zhì)冰過程負(fù)為經(jīng)紡由氣燙、液惡兩膜京的分鬧子擴(kuò)踢散過倒程。溶質(zhì)付滲透扎理論：液體六在下透流過素程中邀每隔在一定隨時(shí)間to發(fā)生釋一次道完全露的混范合，使液橡體的撓濃度胞均勻創(chuàng)化。溶質(zhì)丙在液俗相中絹的濃震度分脫布第三病節(jié)吸收顏傳質(zhì)志速率悶方程吸收輪速率＝一、艇氣膜尖和液配膜吸刪收速絮率方僻程1.氣膜搭吸收別速率布方程蝕式2.液膜術(shù)吸收太速率蛾方程二、巨總吸嫩收速霸率方科程及這對(duì)應(yīng)鏟的總匪吸收釀系數(shù)1.以臂表示亂總推可動(dòng)力測(cè)的吸眠收速屬率方惡程式2．以Ｙ－遞Ｙe表示柔總推傘動(dòng)力浩的吸匙收速汗率方爪程3．以表示岡總推紗動(dòng)力煮的吸擦收速路率方常程4．以表示睡總推誤動(dòng)力弊的總芳吸收毅速率氣方程吸收遙控制儀因素跳實(shí)例氣膜控制液膜控制雙膜控制水吸收氨NH水或弱堿吸收CO2水吸收SO2水吸收HCLSO2水吸收CL2水吸收丙酮液堿或氨水吸收SO2水吸收O2濃硫酸吸收NO2濃硫酸吸收SO2水吸收H2弱堿吸收H2S吸收薪速率留方程婦式一叛覽表吸收燦系數(shù)蠅的表激達(dá)式查及吸從收系慚數(shù)的備換算提高剩吸收漂效果淘的方來法：①提幼高氣質(zhì)、液麗兩相咱相對(duì)刻運(yùn)動(dòng)條速度緞，降眠低氣景膜、寸液膜濤的厚開度以剃減小危阻力庭。②選望用對(duì)礙吸收譯劑溶毫解度貼大的詠溶液主作吸好收劑摸。③適廚當(dāng)提窯高供狡液量惱，降磁低液賺相主票體中蛛溶質(zhì)叛濃度恒以增訊大吸索收推服動(dòng)力潮。④增大猴氣液勁相接壁觸面噸積。5．臟化學(xué)抖吸收沖速率壞方程化學(xué)漲吸收測(cè)步驟：①氣相宮反應(yīng)挖物Ａ阿由氣初相主束體通盡過氣劈燕膜向依相界物面擴(kuò)輪散；②反應(yīng)品物Ａ厚由相前界面榴向液穿相擴(kuò)糠散；③反應(yīng)析物Ａ奮在液兩膜內(nèi)勺或液斑相主仍體與淘反應(yīng)作物Ｂ娘反應(yīng)愉，形敏成反應(yīng)默區(qū)；④反應(yīng)孤產(chǎn)物羽Ｒ若檔為液秋相產(chǎn)址物，談向液吳相主辱體擴(kuò)再散，巷若為晉氣體產(chǎn)簽物則命向界腰面擴(kuò)繳散；⑤氣態(tài)懼產(chǎn)物變由界廟面向鴉氣相存主體挎擴(kuò)散像?；瘜W(xué)促吸收配速率先方程：第四互節(jié)鉆吸收愈計(jì)算填料罪塔的邪工藝念計(jì)算：①確定興吸收骨劑（代溶劑只）的博用量嬸；②計(jì)算互塔的街主要羽工藝撞尺寸講，包笨括塔止徑和關(guān)塔的巧有效猾高度。計(jì)算堤的基麗本依達(dá)據(jù)：物料添衡算鍬，氣碗、液錫平衡若關(guān)系妨及速遵率關(guān)搬系。假設(shè)瓜條件：①吸收禾為低駕濃度價(jià)等溫瞞物理辣吸收析，總陶吸收神系數(shù)穗為常賺數(shù)。②惰性冤氣體既和吸若收劑圓在整曬個(gè)吸緩收塔誤中均澤為常津量。③吸收攤塔中樹氣、槐液兩凱相逆般流流磨動(dòng)。逆流葛吸收廉塔物厘料衡升算逆流象操作悶吸收挪塔中籍操作燦線一、返吸練收塔類的物叼料衡訓(xùn)算與斜操作御線方似程1．全編塔物找料衡毀算Y2＝Y(jié)1(1一φA)2．吸絮收塔綿的操育作線郵方程虜式與絕操作欲線VY菠+L鈴X1=V臨Y1+L閘XY=舞X+判(Y1-丙X1)或二、鑼溶劑欲用量譽(yù)的決污定吸收哀塔最球小氣離液比最小胞液氣恒比：一般皂情況袖下取池溶劑款用量飽為最帆小用爸量的1.1～2.恐0倍Lmi棕n=V=(汁1.針1～2.秋0)掙()mi芝nL=(廚1.隆1～2.揭0)Lmi愿n三、勸塔徑遞的計(jì)鄉(xiāng)豐算吸收象塔直莖徑：⑴泛點(diǎn)餅氣速供法對(duì)于鋒散裝渴填料詞：u／uF=鄰0．5～0．85對(duì)于析規(guī)整批填料事：u／uF=狼0．6～0．95⑵氣相杏動(dòng)能駝因子(F因子)法氣相譽(yù)負(fù)荷叨因子(Cs因子回法)D=F=極uＣＳ＝uCS=0臭.8CS,值ma勉x四、邊吸收留塔高勻的計(jì)糕算1.填料護(hù)層高渡度的編基本疲計(jì)算謝式對(duì)微衛(wèi)元層衡內(nèi)組掀分Ａ棚（溶舌質(zhì)）鄭物料衡算驢可得：對(duì)于淋穩(wěn)定歐操作組的吸麥?zhǔn)账W，低曬組成氣體揉吸收得填料甘層高歌度的淘基本當(dāng)式為：Ｚ＝＝微元顏填料不層的敢物料魔衡算Ｚ＝Ｚ＝2.傳質(zhì)往單元蛇數(shù)與屋傳質(zhì)竟單元材高度令:則:傳質(zhì)欄單元發(fā)數(shù)NＯＧ--成-反映豪吸收務(wù)過程蜜進(jìn)行化的難該易。傳質(zhì)株單元督高度HＯＧ--憤--反映吸收循設(shè)備仍效能央的高莖低。ＮＯＧ＝ＨＯＧ＝＝傳質(zhì)個(gè)單元免高度團(tuán)與傳米質(zhì)單組元數(shù)3.傳質(zhì)拿單元摧數(shù)的乏求法⑴脫吸趣因子慎法ＮＯＧ＝關(guān)聯(lián)兵圖⑵對(duì)數(shù)侮平均健推動(dòng)狡力法△Ym和△Xm分別溝表示架塔頂濾和塔匪底的里氣相稈推動(dòng)雅力的曠對(duì)數(shù)平均窩值和竹液相霸推動(dòng)嘴力的恥的對(duì)隸數(shù)平授均值迅?！鳎賛=△Xm=五、訪吸收輪塔的兩操作刪與調(diào)浙節(jié)吸收拍塔可義調(diào)節(jié)堤的因般素:流量L、溫霉度T、含騎量X2增大許溶劑俘用量,平均恒推動(dòng)可力加虛大;降低埋溶劑礦溫度,平均點(diǎn)推動(dòng)中力增輛大;降低哥溶劑參入口淚含量,全塔釀平均現(xiàn)推動(dòng)烤力隨落之增喘大。吸收巖塔的帆操作溫調(diào)節(jié)第五英節(jié)解吸使溶陶解于笨液相沙中的朗氣體陣釋放息出來付的操等作稱立為解餅吸。一、辨解吸攝方法（1）氣技提解惜吸①惰性喬氣體泥氣提--阻-以空栗氣、端氮?dú)獾?、二貨氧化諷碳作按載氣;②汽提--喇-以水誘蒸氣夠作載巨氣，燈同時(shí)報(bào)兼作沿加熱雪熱源;③提餾--偶-以溶站劑蒸覺氣作彩為載債氣。（2）減鞏壓解崗吸（3）加卵熱解擊吸（4）加年熱-減壓鑰解吸二、盼氣提初解吸煩的計(jì)腹算⑴最小壤氣液顧比和宰載氣撒流量肆的確予定Ｙ＝(X-X２)+Ｙ２Ｙ＝(X-X１)+鳳Y１解吸橋操作通線及喚最小液氣而比的秒確定最小兇氣液烈比、載缺氣流屈量為⑵傳質(zhì)枯單元閱數(shù)的哄計(jì)算——稱為腐吸收捏因數(shù)后，它劈燕是操稿作線憐斜率蹈與平施衡線買斜率范的比愧值，魔無量朗綱。Ｎ