环境工程原理8章吸收.pptVIP

第八章 吸收;第一节 吸收的基本概念;一、吸收的定义;二、吸收的用途;吸收分离操作实例：从焦炉气或城市煤气中回收苯;1、按溶质和吸收剂之间是否发生反应： 物理吸收：水净化含SO2锅炉尾气 化学吸收：碱液净化含SO2锅炉尾气 2、按混合气体中被吸收组分数目： 单组分吸收：如用水吸收HCl气体制取盐酸 多组分吸收：碱液吸收烟气（含SO2, NOx, CO2, CO等） 3、按体系温度是否变化： 如果液相温度明显升高——非等温吸收 如果液相温度基本保持不变——等温吸收 ;1、处理量大，成份复杂，同时含有多种气态污染物； 2、吸收组分浓度低； 3、吸收效率和吸收速率要求高； 4、多数情况吸收过程仅是将污染物由气相转入液相， 还需对吸收液进一步处理，以免造成二次污染。 5、多采用化学吸收——如碱液吸收燃烧烟气中低浓度的SO2；;(1) 简述吸收的基本原理和过程。 (2) 吸收的主要类型有哪些？ (3) 环境工程领域有哪些吸收过程？ (4) 利用吸收法净化气态污染物的特点有哪些？;一、物理吸收的热力学基础 二、物理吸收的动力学基础;一、物理吸收的热力学基础;1、气液平衡 ;在稀溶液条件下，温度一定，总压不大时，气体溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔分数成正比。 ;第二节 物理吸收 ;亨利定律的不同表达形式： ;单组分物理吸收过程中，惰性气体和溶剂的量不变，以它们为基准，用摩尔比表示平衡关系： ;相对气相浓度y而言，液相浓度欠饱和(xx*)，液相有吸收溶质A的能力。;相对气相浓度而言液相浓度过饱和(xx*)，液相有释放溶质 A 的能力。;相对气相浓度而言液相浓度为平衡浓度(x=x*)，液相不释放或吸收溶质A。;对吸收而言： 若保持液相浓度 x 不变，气相浓度 y 最低只能降到与之相平衡的浓度 y*，即 ymin= y*； 若保持气相浓度 y 不变，则液相浓度 x 最高也只能升高到与气相浓度 y 相平衡的浓度 x*，即 xmax= x*。;;传质推动力表示方法可不同，但效果一样。 ;溶质由气相主体传至两相界面，即气相内传质； 溶质在两相界面由气相溶解于液相，即相际传质； 溶质由界面液相侧传至液相主体，即液相内传质。;相互接触的气液两相流体间存在着稳定的相??面，界面两侧分别有一层虚拟的气膜和液膜。 在相界面处，气液两相在瞬间即可达到平衡，界面上没有传质阻力。 在膜层以外，气液两相流体都充分湍动，不存在浓度梯度，没有传质阻力；浓度差集中在气膜和液相膜内，传质阻力全部集中在两膜内。 ;相界面;第二节 物理吸收 ;第二节 物理吸收 ;液相传质速率方程常用的三种表达形式;第二节 物理吸收 ;在气液界面应用亨利定律：;第二节 物理吸收 ;第二节 物理吸收 ; 传质速率与传质推动力成正比，与传质阻力成反比。 增加溶质的气相分压或者减少液相浓度，都可以增 加传质推动力，从而增加传质速率。 ; 包括气膜阻力和液膜阻力两部分： ;1) 气膜控制;液膜控制：传质阻力主要集中在液相;中等溶解度的溶质：如用水吸收SO2。;小结 ：;注意： 吸收系数的单位：kmol/(m2.s.单位推动力) 吸收系数与吸收推动力要正确搭配 阻力与推动力的表达形式要对应 吸收速率方程的适用条件 各种吸收系数间的关系 气膜控制与液膜控制的条件 ;(1) 亨利定律有哪些表达形式，意义及常数之间的关系如何？ (2) 如何通过相平衡曲线判断传质方向，其物理意义何在？ (3) 举例说明如何改变平衡条件来实现传质极限的改变。 (4) 吸收过程有哪几个基本步骤？ (5) 双膜理论的基本论点是什么？ (6) 吸收速率与传质推动力和传质阻力关系有哪些表达形式？ (7) 吸收传质阻力由哪几个部分组成，如何表示，关系如何？ (8) 简要说明气体性质对传质阻力的影响，并举例说明。;第三节 化学吸收;采用吸收法处理气态污染物时，通常采用化学吸收;化学吸收：气相中溶质A被吸收剂吸收后，与吸收剂或其中的活性组分B发生化学反应的吸收过程。;如反应速率快，活性组分B的扩散速率也较快： 溶质A达到相界面后立即被反应消耗，相界面、液相中溶质A的浓度很低。 如反应速率较慢，或活性组分B的扩散速率慢： 溶质A可能扩散到液相主体后仍有大部分未能反应。 ;化学吸收涉及的过程： 溶质在气液两相间的相平衡 溶质在液相的化学反应平衡 ;假设溶质A仅与一种活性组分反应（单一组分）， 反应关系式为： ;平衡关系可知，[A]低于液相中溶质A的总浓度。 H一定， 低于仅有物理吸收时溶质在气相中的平衡分压 因此溶剂吸收率大于物理吸收。 ;1、溶质与吸收剂反应： 如用水吸收氨。;将此浓度代入亨利定律，可得溶质的气液相平衡关系： ;如果吸收过程还涉及其他反应，那么整个吸收过程的溶质平衡关系就会更为