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1、Company Logo,大气污染净化设备及其工作原理,Company Logo,吸收设备 吸附设备 冷凝设备 气固催化反应设备 除尘设备,Company Logo,大气污染净化设备 吸收设备,Company Logo,一、气态污染物净化过程的特点,1、处理气量较大，而其中所含气态污染物的浓度又较低。 2、废气中气态污染物成分较复杂。 3、多数情况下，吸收过程仅是将污染物由气相转入液相，还需对吸收液作进一步处理，以免产生二次污染。 4、综合利用，将废物资源化。,Company Logo,二、吸收机理,（一）化学吸收的气液平衡双膜理论,Company Logo,（二）吸收过程的气液平衡亨利定律
2、（1）气体在液体中的溶解度 气体的溶解度是在100Kg水中溶解气体的千克数 （2）亨利定律（相平衡方程式） 对于非理想溶液，当总压不高（一般不超过5105Pa）时，温度一定，稀溶液中溶质的溶解度与气相中溶质的平衡分压成正比，即： 或： 或： ,Company Logo,(3)传质吸收过程的判断 根据相平衡的概述，可以判断气液接触时溶质的传质方向，即溶质是由气相传到液相（被吸收），还是从液相传到气相（被解吸）。 现以一传质设备来说明传质过程的进行。 y1、y2分别表示进、出口气相中溶质的浓度； x1、x2分别表示进、出口液相中溶质的浓度； x2*、y2*分别表示进、出口气、液相中溶质的平衡浓度。
3、,Company Logo,若测得yyi*，则该组分将被溶液吸收吸收过程； 若测得yxi*解吸过程。 用相平衡方程式还能确定吸收（或解吸）过程进行的限度，从而提出合理的工艺设计要求。,Company Logo,（三）吸收的分类,物理吸收,化学吸收,Company Logo,（四）吸收剂的选择,吸收剂的选择原则一般为： 1、价廉易得，腐蚀性小； 2、吸收容量大，选择型高； 3、粘度小，热稳定性高； 4、适宜得沸点，易于再生。,Company Logo,三、吸收设备,（一）填料塔 1、工作流程：吸收液体由上部喷头喷入，被吸收气体由下部送入，气液在中间填料层中充分接触，净化的气体从顶部排出，吸收后的
4、液体从底部排出。,Company Logo,2、特点 结构简单、造价低、耐腐蚀、耐高温、适应性强、气体阻力小、能耗低，但含尘浓度较高时会填塞填料，且吸收率不算太高。,Company Logo,（二）板式塔 1、工作过程：吸收液体又上部喷头喷入，被吸收气体由下部送入，气液在中间塔板层相互接触。常用的塔板有筛孔板、斜孔板、筛网等。,Company Logo,2、特点：吸收效率高等。缺点是板孔容易堵塞，吸收过程必须保持恒定的作业条件，且体积大，构造复杂，造价较高。,Company Logo,（三）喷雾塔 气体在设备内与液体接触，主要有普通喷雾塔以及文丘里除尘器和冷却器使用，但吸收效率较低。,Comp
5、any Logo,（四）湍球塔 以轻质小球作为气液接触的媒体，将一定量轻质小球放置在筛板上，在上升高速气流的冲力、液体的浮力和自身重力等各种力的相互作用下，球形填料悬浮起来形成湍动旋转和相互碰撞，引起气、液的密切接触。它处理气量大，设备体积小，但小球磨损严重。,Company Logo,大气污染净化设备 吸附设备,Company Logo,一、吸附的分类及其原理,（1）物理吸附 作用力：分子间范德华力(单层、双层)。 范德华力：定向力、诱导力和逸散力的总称。 物理吸附特征： 吸附质与吸附剂间不发生化学反应； 吸附过程极快，参加吸附的各相间常常瞬时即达平衡； 吸附为放热反应； 吸附剂与吸附质间的
6、吸附力不强，当气体中吸附质降压或温度升高时，被吸附的气体能很容易的从固体表面逸出，而不改变气体原来形状； 是一种不可逆过程（吸附与脱附）。,Company Logo,（2）化学吸附 作用力：化学键力（需一定的活化能故又称活化能吸附）。单层吸附。 化学吸附特征： 有很强的选择性； 吸附速率较慢，达到吸附平衡需相当长时间； 升高温度可提高吸附速率。,Company Logo,气体吸附过程：,气膜扩散,微孔扩散,在吸附剂表面吸附,Company Logo,二、吸附剂,（一）吸附剂必须具备的条件 巨大的内表面，大的比表面积即大的吸附容量； 良好的选择性； 较高的机械强度、化学与热稳定性； 来源广泛，造
7、价低廉； 良好的再生性能（从经济角度考虑）。,Company Logo,（二）常用吸附剂 活性炭，活性氧化铝，硅胶，沸石分子筛，吸附树脂等。,活性氧化铝,硅胶,沸石分子筛,Company Logo,三、吸附设备的类型与特点,1.固定床吸附器 结构简单，吸附剂磨损小。缺点是操作复杂，劳动力强度大，设备体积大。,Company Logo,Company Logo,2.移动床吸附器 固体吸附剂在吸附床中不断移动。优点是处理气量大，设备内吸附剂用率高，不会出现“漏吸”的“死角”。缺点是吸附剂磨损严重。,Company Logo,3.流化床吸附器 与固定床相比，流化床所用的吸附剂粒度较小，气流速度要提高
8、3-4倍以上，气、固接触相当充分，吸附速度快，但吸附剂的损耗较多。,Company Logo,4.其他类型的吸附器 （1）旋转床吸附器 旋转床解决了移动床移动时吸附剂的磨损问题。 （2）浆液吸附 浆液吸附可克服固体吸附剂容易产生局部过热和温度不稳定的问题，以及固定床的生产力不高，移动床的动能消耗大，吸附剂磨损增加等问题。该法可连续生产，适用于吸附热较大的吸附过程，但需注意解决好浆液的输送和设备的堵塞问题。,Company Logo,大气污染净化设备 冷凝设备,Company Logo,原理,冷凝净化法是利用物质在不同温度下具有不同的饱和蒸汽压这一性质，采用降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸汽
9、状态的污染物质冷凝并从废气中分离出来。冷凝法适用于回收蒸汽状态的有害物质，特别适用于回收浓度较高的有机溶剂蒸汽。,Company Logo,一、冷凝法净化流程,Company Logo,二、冷凝装置,（一）表面冷凝器 1.列管式冷凝器 其优点是单位体积所具有的传热面积大且传热效果好、结构简单、制造材料较为广泛、处理能力大、适应性强、操作弹性大。,Company Logo,2.翅管空冷冷凝器 特点是换热管外装有许多金属翅片，节约水，缺点是装置庞大，占空间大，动力消耗大，适用于缺水地区。,Company Logo,3.螺旋式冷凝器 结构紧凑，传热效率高，不易堵塞。缺点式操作压力和温度不能太高。,C
10、ompany Logo,4.淋洒式冷凝器 结构简单，传热效果较好，便于检修和清洗。缺点是占地较大，水滴易溅洒周围环境，且喷淋不易均匀。,Company Logo,（二）接触冷凝器装置 1.喷射式接触冷凝器 2.喷淋式接触冷凝器 3.填料式接触冷凝器 4.塔板式接触冷凝器,Company Logo,Company Logo,大气污染净化设备 气固催化反应设备,Company Logo,一、催化转化的概念及特点,催化转化：是指废气通过催化剂床层的催化反应，是其中的污染物转化为无害或易于处理与回收利用物质的净化方法。 优点： 对不同浓度的污染物具有很高转化率； 污染物与主气流不需要分离，避免了可能产
11、生的二次污染； 操作过程简化。 缺点：催化剂较贵，且废气预热需耗一定能量，这样使净化处理的费用增加。,Company Logo,二、催化作用与催化剂,1催化作用 ()概念：化学反应速度因加入某种物质而改变，而被加入物质的数量和性质，在反映终止时不变的作用称为催化作用。 ()机理：通过加入催化剂，改变了反应历程，降低了反应物活化能，从而达到加快反应速度的目的。,Company Logo,(3)催化作用具有两个显著的特征：,催化剂能加速反应速度（正、逆）而 不能使平衡移动；,催化作用具有特殊的选择性。,Company Logo,2催化剂 催化剂：凡能加速化学反应速度而本身的化学性质在反应前后保持不
12、变的物质。 （1）组成 活性组分：催化剂主体，可单独作为催化剂。 助催化剂：本身无活性，但具有提高活性组分活性的作用。 载体 （2）催化剂的性能 主要指：其活性、选择性和稳定性。,Company Logo,三、固定床催化反应器,1气固催化反应过程 气固催化反应一般经历如下五个步骤： 外扩散过程：反应物从气相主体 催化剂外表面； 内扩散过程：催化剂外表面 微孔内颗粒内表面吸附反应； 化学动力学控制过程：颗粒内表面吸附反应产物离开内表面； 内扩散： 产物微孔 外表面； 外扩散： 外表面 气相主体。,Company Logo,2特点 固定床反应器床层薄，催化剂用量和反应体积较小，气体停留时间可严格控
13、制，固定床中催化剂不易磨损。它的主要缺点是传热性能差。,Company Logo,3.固定床催化反应器的类型 （1）单段绝热式固定床反应器,Company Logo,（2）多段绝热式反应器,Company Logo,（3）管式反应器,Company Logo,四、催化净化法的一般工艺,催化法治理废气的一般工艺过程包括： （1）废气预处理去除催化剂毒物及固体颗粒物（避免催化剂中毒）； （2）废气预热到要求的反应温度（如选择性催化还原去除NOX废气的预热温度须达200220以上）； （3）催化反应； （4）废热和副产品的回收利用等。,Company Logo,大气污染净化设备 除尘设备,Compa
14、ny Logo,一.重力沉降室,原理 除尘效率：4070 优点：简单、投资少、易维护 缺点：占地大，除尘效率低 应用：初级除尘,Company Logo,工作原理,含尘气体通过管道的扩大部分(重力沉降室)，流速大大降低，较大尘粒即在重力作用下沉降下来。为避免气流旋涡将已沉降尘粒带起，常在沉降室加挡板。通过沉降室的气流速度不得大于3米/秒，压力损失一般为1020毫米水柱，能捕集粒径大于50微米的尘粒。重力除尘器有干式和湿式之分,干式除尘效率为4060,湿式除尘效率为6080。重力除尘器适用于含尘气体预净化。为提高除尘效率，可降低沉降室高度或设置多层沉降室。,Company Logo,重力沉降室原
15、理示意图,Company Logo,二.旋风除尘器,原理 各部件对除尘效率的影响 除尘效率：平均80左右 优点：简单、投资少、易操作 应用：多级除尘的预除尘 缺点：磨损严重，旋风子易堵,Company Logo,旋风除尘器原理示意图,Company Logo,工作原理,旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来的除尘装置。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体，呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动，形成下降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和自身的重力沿壁面下落进入集灰斗。旋转下降的气流
16、在到达圆锥体底部后沿除尘器的轴心部位转而向上形成上升的内旋气流，并由除尘器的排气管排出。,Company Logo,三.湿式除尘器,几种常用湿式除尘器： 水膜除尘器、 斜棒栅式除尘器、 文丘里式除尘器、 喷淋塔式除尘器 除尘效率：90以上 优缺点 应用：中、小型机组采用， 大型机组一般不采用,Company Logo,1.水膜除尘器原理,Company Logo,2.斜棒栅式,Company Logo,3.文丘里式,Company Logo,4.喷淋塔式,Company Logo,优点：可同时除尘和除有害气体 结构简单，造价低 能处理湿度大、温度高的气体 缺点：能耗大，耗水量大 有废液、泥浆处理问题 在寒冷地区使用需防冻,Company Logo,四.布袋除尘器,原理及系统 除尘效率：99.
