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1、第五章通风排气中的有害气体净化v燃烧法热力燃烧催化燃烧v冷凝法:铬酸v吸收法：液体吸收气体v吸附法：固体吸收气体第二节 吸收法基本理论 -基本概念v物理吸收：溶解v化学吸收：有化学反应，效率高vNH3+H2O=氨水吸收质：被吸收的气体。氨，变量惰气：不被吸收的气体。空气，不变量吸收剂：用于吸收的液体。水，不变量浓度v摩尔分数:xa=组分摩尔数/总摩尔数=na/na+nbn=G/M , kmol=kg/分子量v比摩尔分数:Xa=气（液）体中组分摩尔数/惰气（吸收剂）摩尔 数= na/nbXa = xa /(1-xa )v吸收过程中： 液体中组分Xa 气体中组分Ya 其他浓度v容积浓度：百万分之一
2、 1ppm，多用于气体v质量浓度： mg/m3v例：标态下氯Cl2的浓度为171 g/ m3 v每m3混合空气中Cl2的体积：V= 171 * 10-3*22.4/71气液平衡过程v物理吸收：气相=吸收质+惰气气相中吸收质浓度y液相=吸收质+吸收剂液相中吸收质浓度xv溶解与解吸：吸收速度；解吸速度v气液平衡（相平衡）：吸收速度=解吸速度平衡由吸收质浓度x,y决定x吸收解吸y气液平衡定律v亨利定律：P*=ExP*：平衡分压力;KPa或atm,由E的单位决定x：液相浓度，摩尔分数;E:亨利常数, KPa或atm；E大， P*大，难吸收温度高， E大分压力与相平衡v亨利定律：P*=Exv分压力与相平
3、衡气相中吸收质分压力P P*，吸收； P P*，吸收； P P*，解吸； P =P*，平衡； v平衡分压力P*与液相浓度x对应v气相分压力（浓度）与液相平衡浓度(溶解度) x *对应v溶解度：与气液性质，温度，分压力有关。xP*P对应x *对应气液平衡定律其他表示v亨利定律：P*=Exv溶解度：P*=C/HC:液相中的气体溶解度,kmol/m3H：溶解度系数v摩尔分数： y *=E/ Pz * x=m * xP=气体总压力Pz *摩尔分数yE，Pz 的单位相同，当E单位atm, Pz=1atm,m=Em:相平衡系数v比摩尔分数：Y *=m * X （当X 很小时）气液平衡线v平衡线 Y *=m
4、 * X YAXA*； （或溶解度） XAYA*；（或气相平衡分压力）v吸收推动力Y=Y- Y*第三节 吸收机理v吸收机理理论双膜理论:应用最广渗透模型表面更新模型其它模型第三节 吸收机理v双膜理论一面两膜两主体： 相界面+气（液） 膜+气（液）相主 体气（液）相主体： 紊流；浓度均匀， 无传质阻力v双膜理论气（液）膜：层 流；浓度梯度； 是主要的传质阻 力相界面：气液相 总是平衡，界面 平衡；界面平衡 气液主体平衡吸收速率方程v吸收速率GA ：单位时间吸收量，kmol/sv通过气膜量计算： GA = kg(YA-Yi*)Fv通过液膜量计算： GA = kl(Xi* - XA)Fv气相总吸收系
5、数； 吸收速率方程；GA = Kg(YA-YA*)Fv液相总吸收系数； 吸收速率方程: GA = Kl(XA* - XA)F传质阻力传质阻力吸收系数的倒数 传质总阻力气相传质阻力液相传质阻力l例：强化吸收方法v气膜控制：增加气流速度和气流扰动v液膜控制：增加液体流量和液体扰动v总之：增加气液接触面积增加气液速度增加供液量第四节 吸收设备v吸收设备基本要求：气液接触面积大气液接触时间长气液扰动强气液逆流v喷淋塔气液接触面积小效率低可同时除尘填料塔n增加气液接触面积F湍球塔轻质小球气液固三相流小球运动，刷新液膜筛板塔v气液垂直交叉流第五节 物料平衡和操作线方程v物料平衡：气相减少量等于液相增加量传
6、质微分方程:dG=VdY=LdX kmol/sV，惰气kmol/s L：吸收剂kmol/s X： kmol吸收质/ kmol吸收剂Y： kmol吸收质/ kmol惰气v操作线方程：V（Y1- Y2 ）= L（X1- X2 ）操作线与平衡线v操作线V（Y1- Y2 ）= L（X1- X2 ）表示沿塔各个截面的气液浓度v吸收推动力：Y=Y- Y*；沿塔变化液气比v液气比L/V=（Y1- Y2 ）/（X1- X2 ）X： kmol吸收质/ kmol吸收剂Y： kmol吸收质/ kmol惰气气液比：处理1kmol惰气所用吸收剂量第六节 吸收设备计算v吸收剂用量计算：2点：出口气相浓度Y2；入口液相浓度
7、X2；不 变;1点：入口气相浓度Y1；不变1点：出口液相浓度X1随供液量而变化因L/V=（Y1- Y2 ）/（X1- X2 ）最小供液量：点1v(L/V)min=（Y1- Y2 ）/（X1*- X2 ）最佳供液量：1.22 (L/V)min吸收推动力vY=Y- Y*；沿塔变化对数平均推动力算数平均推动力v吸收塔的吸收速度：G=FKgYP kmol/sv吸收设备设计计算:计算吸收剂用量计算吸收塔气液接触面积F:根据需要的吸收速 度吸收剂选择v要求：溶解性好，无毒等；v物理吸收：溶解度大v化学吸收：常用中和反应；酸性气体（ CO,NO,SO）用碱性液体v常用吸收剂水碱性液体其它：第八节 吸附法v吸
8、附原理：物理吸附化学吸附物理吸附化学吸附1.吸附力范德华力； 2.不发生化学反应； 3.过程快，瞬间达到平衡； 4.放热反应； 5.吸附可逆；1.吸附力化学键力； 2.发生化学反应； 3.过程慢； 4.升高温度有助于提高速率 ； 5.吸附不可逆；动活性v静活性：平衡吸附量一定温度，压力下处于饱和状态 的吸附剂所吸附的气体量v穿透v吸附波v动活性静活性v速度影响动活性速度小，波陡，动活性大速度分布不均，动活性小吸附剂v吸附剂需具备的特性内表面积大具有选择性吸附作用高机械强度、化学和热稳定性吸附容量大来源广泛，造价低廉良好的再生性能常用吸附剂特性吸附剂类型活性炭活性氧化 铝硅胶沸石分子筛4A5A1
9、3x堆积密度 (kg/m3)200 -600750 - 1000800800800800热容 (KJ/KgK)0.836 - 1.2540.836 - 1.0450.920.7940.794操作温度上 限 （K）423773673873873873平均孔径 （）15 -2518 - 48224513再生温度 （K）373 -413473 -523393 - 423473 -573473 -573473 -573比表面积 （/g）600-1600210-360600第七章 自然通风自然通风基本原理v 基本原理：只要建筑开口两侧存在压力 差P，就会有空气流过开口。流过的风 速为：v 热压：温差引起
10、的空气密度差导致建筑 开口内外的压差。v 风压：室外气流绕流引起建筑周围压力 分布的不同形成开口处的压差。热压通风h h w w n nb ba a热压： 如b关闭，a打开，a的压差： P b-a=gh(w - n) 如a关闭， b 打开,同样 A,b打开余压v余压：室内与室外同标高处的压差v中和面：余压=0a余压：P a=- gh1(w- n)vPn=gh1 nvPw=gh1 wb：Pb=gh2(w- n)风压作用下 的自然通风风压v空气动力阴影区：演示v排风口应在空气动力阴影区外v建筑物风压：Pf=Kvw 2 /2wv空气动力系数K风压作用下的自然通风P Pf f往往采用往往采用CFDCF
11、D或风洞模型实验的或风洞模型实验的 方法求取方法求取KK值。值。风压系数风压系数风洞模型实验风洞模型实验CFDCFD风压和热压的联合作用热压自然通风计算v风压不稳定城市静风频率超过50%任意风向频率不超过25%主导风向频率15%20%v现行自然通风计算中不计算风压热压自然通风计算v计算所需全面换气量v确定窗孔位置，分配各窗孔进风量v计算各窗孔内外压差和面积 （假定中和面位置）v中和面位置与进排风面积：(Fa/ Fb ) 2= hb/h1a a:进风;b:排风热车间排风温度计算v排风温度确定方法：根据排风温度与室外通风计算温度差的允许值确 定1012根据温度梯度法计算tp=tn+a(h-2)根据
12、有效热量系数计算tp=tw+(tn-tw)/m有效热量系数v有效热量系数m:直接散发到工作区的热 量比热车间自然通风结构设计第八章 通风系统实验v第一节 风压，风速，风量测定v步骤：测定断面选择，测点布置，压力测定计算风速 测定断面选择v选气流均匀处，避免涡流影响测点布置v管道截面，气流速度分布 不均匀，压力不均匀；截面 上多点测量，取平均值风速测定v直接式：热球式热电风速仪v间接式：动压计算风速平均动压计算平均风速压力测定v测压管微压计（或U形管）v测压管：毕托管测静，全，动压微压计连接实验设备图1 实验装置示意图第二节 局部排风罩风量测定v动压法测风量v静压法测风量静压局部排风罩流量系数 ：可算出动压第六节 除尘器性能测定v风量：v漏风率：测出出入口风量 可得v阻力：出入口平均全压差v效率：浓度测定法质量测定法实验设备
