第五章 有毒有害气体吸收净化法2.ppt

上次课主要内容回顾 ;吸收过程的机理——双膜理论;界面;3．双膜理论 ????双膜理论的基本论点（假设） ????（1）气液两相存在一个稳定的相界面，界面两侧存在稳定的气膜和液膜。膜内为层流，A以分子扩散方式通过气膜和液膜。 ????（2）相界面处两相达平衡，无扩散阻力。 ????（3）有效膜以外主体中，充分湍动，溶质主要以涡流扩散的形式传质。;;第三节 吸收原理和装置流程;吸收操作流程：;由流程图可见，采用吸收操作实现气体混合物的分离必须解决下列问题： ① 选择合适的溶剂，使能选择性比溶解某个（或某些）被分离组份； ② 提供适当的传质设备（多位填料塔，也有板式塔）以实现气液两相的接触，使被分离组分得以从气相转移到液相（吸收）或相反（解吸）； ③ 溶剂的再生，即脱除溶解于其中的被分离组分以便循环使用。除了制取溶液产品只需单独吸收外，一般都要进行解吸操作，使溶剂再生循环使用。 总之，一个完整的吸收分离过程一般包括吸收和解吸两个组成部分。;第四节 吸收装置 ;1 吸收设备基本要求： ;气体吸收设备大致可分为塔器和其他设备。 塔器类主要包括喷淋塔(俗称空塔)、填料塔、板式塔、湍球塔、鼓泡塔等； 其他设备也很多，如列管式湿壁吸收器、文丘里喷射吸收器、喷洒式吸收器等。 ;;;2）填料? （1）对填料的基本要求 　　为使填料塔发挥良好的性能，填料应符合以下几项主要要求。 　　(1’)要有较大的比表面积 单位体积填料层所具有的表面积称为填料的比表面积，用σ表示，单位为m2／m3。填料的表面只有被流体的液相所润湿，才能构成有效的传质面积。因此，还要求填料有良好的润湿性及有利于液体均匀分布的形状。 　　(2’)要求有较高的空隙率 单位体积填料所具有的空隙体积称为填料的空隙率，用ε表示，单位为m3／m3。一般说填料的空隙率多在0.45～0.95范围内，当ε较高时，气、液通过能力大且气流阻力小，操作弹性范围较宽。 　　(3’)经济、实用及可靠 要求填料单位体积的质量轻、造价低、坚固耐用、不易堵塞、有足够的机构强度、对于气液两相介质都具有良好的化学稳定性。 　　上述各项条件，未必为各种填料所兼备，在实际应用时，可以依照具体情况选定。 ;(2) 填料类型 填料的种类很多，大致可分为实体填料与网体填料两大类。 实体填料包括环形填料(如拉西环、鲍尔环和阶梯环)，鞍型填料(如弧鞍、矩鞍)，栅板填料以及波纹填料等以及由陶瓷、金属、塑料等材质制成的填料。 网体填料主要是由金属丝网制成的填料，如鞍形网、θ网、波纹网等。;3 湍球塔;;1）结构 湍球塔是一种特殊的气-液-固三相流化床 。主要结构包括以下六个部分： 动画演示;2）工作原理与流程 湍球塔是一种高效的传质、吸收设备。 工作原理：当气流通过筛板时，小球在塔内湍动旋转，相互碰撞，吸收剂自上向下喷淋，润湿小球表面，进行吸收。 工作流程：脱硫吸收液从塔顶均匀流下，润湿湍球表面，二氧化硫和空气按一定比例在缓冲瓶中充分混合由塔的下部进入湍球塔，在一定气流速度下，使湍球处于均匀流态化状态，模拟烟气和吸收液在湍球表面逆向接触，发生化学反应，完成传质和吸收过程。净化后的烟气经除雾后排出湍球塔。;3）优点、缺点 优点：是气流速度高、处理能力大、设备体积小、吸收效率高。同样气速下，其压降比填料塔小。 缺点： （1）是随小球的运动，有一定程度的返混，塑料小球不能承受高温，易磨损，需经常更换。 （2）当塔径较大或静止床层较高时，会出现填料球的流态化不均匀现象，有时甚至把球吹到栅板的一隅造成气流短路，从而恶化了传质。此时可将上下栅板之间的空间用纵向隔板分隔成方形、矩形或扇形的小空间。 （3）湍球塔的另一个缺点是雾沫夹带严重，主要原因是它所使用的气速大(有时高达10m／s)。这种情况下可把塔体做成上大下小的锥形，使塔内气体流速到塔顶时逐渐减小到1～2m／s。 ;;4 板式塔;2）工作原理与流程 板式塔是在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出，各层塔板上保持有一定厚度的流动液层，气体则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。气液在塔内逐板接触进行质、热交换，两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。 动画示例 ;3）塔板类型及结构特点 （1）塔板上的气液接触元件 气液接触元件是使气体通过塔板时将其均匀分散在液层中进行传质的气体分布装置。 它可采用塔板上开筛孔(如筛板塔)，或在塔板上开大孔再在孔上覆以具有多种结构特点的元件的方式(如泡罩塔、浮阀塔等)。 当气体通过这些元件时，被分散成为许多小股气流，这些气流在液层中鼓泡，使气液剧烈湍动，形成气液接触界面，促进传质过程的进行。气液接触元件是塔板形式最基本的特征，也往往作为塔板分类的标志。 如图所示为三种最