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1、大氣污染控制工程第一章概論第一節(jié):大氣與大氣污染1 .大氣的組成:干潔空氣、水蒸氣和各種雜質(zhì)。2 .大氣污染:系指由于人類(lèi)活動(dòng)或自然過(guò)程使得某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中,呈現(xiàn)出足夠的濃度,達(dá)到 了足夠的時(shí)間,并因此而危害了人體的舒適、健康和福利,或危害了生態(tài)環(huán)境。3 .按照大氣污染范圍分為:局部地區(qū)污染、地區(qū)性污染、廣域污染、全球性污染。4 .全球性大氣污染問(wèn)題包括溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨等三大問(wèn)題。5 .溫室效應(yīng):大氣中的二氧化碳和其他微量氣體,可以使太陽(yáng)短波輻射幾乎無(wú)衰減地通過(guò),但卻 可以吸收地表的長(zhǎng)波輻射,由此引起全球氣溫升高的現(xiàn)象,稱(chēng)為“溫室效應(yīng)”。第二節(jié):大氣污染物及其來(lái)源1.大氣污染物的種
2、類(lèi)很多,按其存在狀態(tài)可概括為兩類(lèi):氣溶膠狀態(tài)污染物,氣體狀態(tài)污染物。P42.氣溶膠:系指沉降速度可以忽略的小固體粒子、液體粒子或它們?cè)跉怏w介質(zhì)中的懸浮體系 P43.氣溶膠狀態(tài)污染物粉塵:指懸浮于氣體介質(zhì)中的小固體顆粒,受重力作用能發(fā)生沉降,但在一段時(shí)間內(nèi)能保持懸 浮狀態(tài)。煙:煙一般指由冶金過(guò)程形成的固體顆粒的氣溶膠。'I ;飛灰:指隨燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣排出的分散的較細(xì)的灰分。黑煙:由燃燒產(chǎn)生的能見(jiàn)氣溶膠。霾(灰霾):大氣中懸浮的大量微小塵粒使空氣渾濁,能見(jiàn)度降低到10km以下的天氣現(xiàn)象。霧:氣體中液滴懸浮體的總稱(chēng)。5 'l V I14 .總懸浮顆粒物(TSP:指能懸浮在空氣中,
3、空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑 =103m的顆粒物。P55 .可吸入顆粒物(PM10):指懸浮在空氣中,空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑 與10同川的顆粒物。P56 .氣體狀態(tài)污染物:硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、有機(jī)化合物、硫酸煙霧、光化學(xué)煙霧7 .對(duì)于氣體污染物,有可分為一次污染物和二次污染物。P58 . 一次污染物:是指直接從污染源排到大氣中的原始污染物質(zhì)。P59 .二次污染物:是指由一次污染物與大氣中已有組分或幾種一次污染物之間經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)或光 化學(xué)反應(yīng)而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物質(zhì)。P610 .硫酸煙霧:硫酸煙霧系大氣中的 SO等硫氧化物,在有水霧、含有重金屬的懸浮顆粒或氮氧化 物存在時(shí),發(fā)生一系
4、列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。硫酸煙霧引起的刺 激作用和生理反應(yīng)等危害,要比 SO氣體大得多。P711 .光化學(xué)煙霧:光化學(xué)煙霧是在陽(yáng)光照射下,大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锖脱趸瘎┲g發(fā)生 一系列光化學(xué)反應(yīng)而生成的藍(lán)色煙霧。其主要成分有臭氧、過(guò)氧乙酰硝酸酯、酮類(lèi)和醛類(lèi)等。 光化學(xué)煙霧的刺激性和危害要比一次污染物強(qiáng)烈得多。P712 .大氣污染物的來(lái)源可分為自然7染源和人為污染源兩類(lèi)。P713 .人為污染源有各種分類(lèi)方法。按污染源的空間分布可分為:點(diǎn)源、面源、線(xiàn)源。P714 .人為源:生活污染源、工業(yè)污染源、交通運(yùn)輸污染源15 .對(duì)主要大氣污染物的分類(lèi)統(tǒng)計(jì):燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)、交
5、通運(yùn)輸16 .大氣污染的影響:大氣污染物侵入人體的主要三條途徑:表面接觸、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空氣1 .對(duì)人體健康的影響:顆粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、光化學(xué)氧化劑、有機(jī)化合物2 .對(duì)植物的傷害3 .對(duì)器物和材料的影響4 .對(duì)大氣能見(jiàn)度和氣候的影響第四節(jié):大氣污染綜合防治1 .大氣污染綜合防治:實(shí)質(zhì)上就是為了達(dá)到區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量控制目標(biāo),對(duì)多種大氣污染控制方 案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性、區(qū)域適應(yīng)性和實(shí)施可能性等進(jìn)行最優(yōu)化選擇和評(píng)價(jià),從而得出 最優(yōu)的控制技術(shù)方案和工程措施。P192 .大氣污染綜合防治措施:P19(1)全面規(guī)劃、合理布局影響環(huán)境空氣質(zhì)量的因素很多,因此,為
6、了控制城市和工業(yè)區(qū)的大氣污染, 必須在進(jìn)行區(qū) 域性經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃的同時(shí),做好全面環(huán)境規(guī)劃,采取區(qū)域性綜合防治措施。(2)嚴(yán)格環(huán)境管理從環(huán)境管理的概念可知,環(huán)境管理是對(duì)環(huán)境污染源和污染物的管理,通過(guò)對(duì)污染物的排放、 傳輸承受三個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)控達(dá)到改善環(huán)境的目的。(3)控制大氣污染的技術(shù)措施實(shí)施清潔生產(chǎn)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略建立綜合性工業(yè)基地(4)控制污染的經(jīng)濟(jì)政策保證必要的環(huán)境保護(hù)投資,并隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐年增加實(shí)行“污染者和使用者支付原則”(5)控制污染的產(chǎn)業(yè)政策1鼓勵(lì)類(lèi)2限制類(lèi),il3淘汰類(lèi)(5)綠化造林綠化造林是區(qū)域生態(tài)環(huán)境中不可缺少的重要組成部分,綠化造林不僅能美化化境,調(diào)節(jié)空 氣溫濕度
7、或城市小氣候,保持水土,防治風(fēng)沙,而且在凈化空氣(吸收二氧化碳、有害氣體、 顆粒物、殺菌)和降低噪聲方面皆會(huì)起到顯著作用。(6)安裝廢氣凈化裝置安裝廢氣凈化裝置,是控制環(huán)境空氣質(zhì)量的基礎(chǔ),也是實(shí)行環(huán)境規(guī)劃與管理等項(xiàng)綜合防治 措施的前提。第五節(jié):環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)一、環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的種類(lèi)和作用 P221 .環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(環(huán)境)2 .大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(工業(yè)污染源)3 .大氣污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)4 .警報(bào)標(biāo)準(zhǔn)(工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)):車(chē)間二、環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中:P23大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:任何一個(gè)排氣筒必須同時(shí)蹲守最高允許排放濃度(任何1小時(shí)濃度平均值)和最高允許排放速率(任何 1小
8、時(shí)排放污染物的質(zhì)量)兩項(xiàng)超標(biāo),超過(guò)其中任何一項(xiàng)均為超標(biāo)排放。P24大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中,按照綜合排放標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)性排放標(biāo)準(zhǔn)不交叉執(zhí)行的原則,仍繼續(xù)精心整理執(zhí)行行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)(優(yōu)先使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))。P25五、空氣污染指數(shù)及報(bào)告:1 .目前計(jì)入空氣污染指數(shù)(API)的項(xiàng)目定為:可吸入顆粒物(PM10、二氧化硫(SO)、二氧 化氮(NO)、一氧化碳(CO和臭氧(Q)。 P252 .污染指數(shù)的計(jì)算結(jié)果只保留整數(shù),小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值全部進(jìn)位。P27(例:污染指數(shù)的計(jì)算結(jié)果為100.1 ,則API值為101【進(jìn)位】)3 .各種污染物的污染分指數(shù)都計(jì)算出以后,取最大者為該區(qū)域或城市的空氣污染指數(shù)API,則該種污染物
9、即為該區(qū)域或城市空氣中的首要污染物。API<50時(shí),則不報(bào)告首要污染物。P27第二章燃料與大氣污染第一節(jié):燃料的性質(zhì)1 .煤的分類(lèi):褐煤、煙煤、無(wú)煙煤2 .燃料按物理狀態(tài)分為分體燃料、液體燃料和氣體燃料三類(lèi)。P293 .煤的工業(yè)分析包括測(cè)定煤中水分、灰分、揮發(fā)分和分定碳,以及估測(cè)硫含量和熱和。 P304 .灰分:是煤中不可燃礦物物質(zhì)的總稱(chēng)。P305 .元素分析:是用化學(xué)方法測(cè)定去掉外部水分的煤中主要組分碳、氫、氮、硫和氧等的含量。P316 .煤中含有硫的形態(tài)(四種):黃鐵礦硫(FeS)、硫酸鹽硫(MeSO、有機(jī)硫(GHS)和元素硫。P317 .人們一般把硫分為硫化鐵硫、有機(jī)硫、硫酸鹽硫,
10、前兩種能燃燒放出熱量稱(chēng)為揮發(fā)硫,硫酸鹽 硫不參加燃燒,是灰分的一部分。8 .煤的成分表示方法中常用的基準(zhǔn)有:收到基、空氣干燥基、干燥基和干燥無(wú)灰基。P33第二節(jié):燃料燃燒過(guò)程1 .燃燒:指可燃混合物的快速氧化過(guò)程,并伴隨能量的釋放,同時(shí)使燃料的組成元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng) 的氧化物。2 .燃料完全燃燒的條件為:空氣條件、溫度條件、時(shí)間條件和燃料與空氣的混合條件。P37-393 .燃燒過(guò)程的“三T”條件為:溫度、時(shí)間和湍流度。P394 .計(jì)算:燃料燃燒的理論空氣量 P39理論空氣量(Vg0):單位量燃料按燃燒反應(yīng)方程式完全燃燒所需的空氣量稱(chēng)為理論空氣量。建立燃燒化學(xué)方程式時(shí),假定:(1)空氣僅由N2和O2
11、組成,其體積比為79.1/20.9=3.78;(2) ?燃料中的固態(tài)氧可用于燃燒;(3)燃料中的硫被氧化成SO2;(4)計(jì)算理論空氣量時(shí)忽略 NOX的生成量;(5)燃料的化學(xué)時(shí)為CxHySzOw其中下標(biāo)x、y、z、w分別代表C、H、S O的原子數(shù)。完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式:理論空氣量:5 .空氣過(guò)剩系數(shù)口 :實(shí)際空氣量Va與理論空氣量Va0之比定義為空氣過(guò)剩系數(shù) a,即。=%/嗯,通常 a>1。P416 .空燃比(AF):單位質(zhì)量燃料燃燒所需的空氣質(zhì)量,它可由燃燒方程直接求得。P42(空燃比為無(wú)量綱)7 .發(fā)熱量:?jiǎn)挝蝗剂贤耆紵龝r(shí)發(fā)生的熱量變化,即在反應(yīng)物開(kāi)始狀態(tài)和反應(yīng)產(chǎn)物終了狀態(tài)相同
12、的情況下(通常為298K和1atm)的熱量變化,稱(chēng)為燃料的發(fā)熱量,單位是 kJ/kg (固體、液體燃料)或kJ/m3 (氣體燃料)。燃料的發(fā)熱量有:低位發(fā)熱量和高位發(fā)熱量P448 .燃料設(shè)備的熱損失:(1)排煙熱損失(2)不完全燃燒熱損失(3)爐體散熱損失第三節(jié):煙氣體積及污染物排放量計(jì)算 P46P49 精心整理1.理論煙氣體積:在理論空氣量下,燃料完全燃燒所生成的煙氣體積稱(chēng)為理論煙氣體積,以Vfg0表示。煙氣成分主要是 CO2 SO2 N2和水蒸氣。P46理論煙氣體積:等于干煙氣體積和水蒸氣體積之和。P46干煙氣:除水蒸氣以外的成分稱(chēng)為干煙氣;濕煙氣:包括水蒸氣在內(nèi)的煙氣Vfg0=v干煙氣+
13、V水蒸氣;V理論水蒸氣=V燃料中氫燃燒后的水蒸氣+V燃料中水+V理論空氣量帶入的 實(shí)際煙氣體積Vg0Vg=Vg0+(a-1)V a02 .煙氣體積和密度的校正燃燒產(chǎn)生的煙氣其T、P總高于標(biāo)態(tài)(273K、1atm)故需換算成標(biāo)態(tài)。大多數(shù)煙氣可視為理想 氣體,故可應(yīng)用理想氣體方程。設(shè)觀測(cè)狀態(tài)下(Ts Ps下):煙氣的體積為Vs,密度為p s0標(biāo)態(tài)下(TN、PN下):煙氣的體積為 VN,密度為p No標(biāo)態(tài)下體積為:Ps TnVn =Vs ,標(biāo)態(tài)下密度為:一._ 一. Pn Ts3 .過(guò)??諝獍阍?S記TN因?yàn)閷?shí)際燃燒過(guò)程是有過(guò)??諝獾?,所以燃燒過(guò)程中的實(shí)際煙氣體積應(yīng)為理論煙氣體積與過(guò)剩空氣量之和0用
14、奧氏煙氣分析儀測(cè)定煙氣中的 CQ、02和CO的含量,可以確定燃燒設(shè)備在運(yùn)行中煙氣成分 和空氣過(guò)剩系數(shù)。空氣過(guò)剩系數(shù)為:a=M 過(guò)??諝庵?2的過(guò)剩系數(shù)設(shè)燃燒是完全燃燒,過(guò)??諝庵械难踔灰?02形式存在,燃燒產(chǎn)物用下標(biāo)P表示,假設(shè)空氣只有02、N2,分別為20.9% 79.1%,則空氣中總氧量為理論需氧量:0.264N2P-O2P所以(燃燒完全時(shí))a =.02P 若燃燒不完全會(huì)產(chǎn)生CO,滴264N梆發(fā)O居的過(guò)剩氧中減去 CO氧化為CQ所需的02此時(shí)久【.02P -0.5COpa i各組分的量均為奧氏分own2叫的廊分嬤C0p標(biāo)況下煙氣量計(jì)算式:Vfg =Vfg0 Va(: -1)4 .污染物排放
15、量的計(jì)算(例題、習(xí)題) P47第五節(jié):燃燒過(guò)程中顆粒污染物的形成1 .燃燒過(guò)程中生成一些主要成分為碳的粒子,通常由氣相反應(yīng)生成積碳液態(tài)燒燃料高溫分解產(chǎn)生的那些粒子都是結(jié)焦或煤胞。P542 .燃煤煙塵的形成:固體燃料燃燒產(chǎn)生的顆粒物通常稱(chēng)為煙塵,它包括黑煙和飛灰兩部分。黑煙主要是未燃盡的碳粒,飛灰則主要是燃料所含的不可燃礦物質(zhì)微粒,是飛灰的一部分。P553 .減少燃煤層氣體中未燃盡碳粒的主要控制途徑是:(1)改善燃料和空氣的混合(2)保證足夠高的燃燒溫度(3)保證碳粒在高溫區(qū)必要的停留時(shí)間4 .影響燃煤煙氣中飛灰排放特征的因素燃燒方式:手燒爐層燃爐室燃爐沸騰爐第三章污染氣象學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)1 .干絕熱
16、垂直遞減率(干絕熱直減率):干氣塊(包括未飽和的濕空氣)絕熱上升或下降單位高度 (通常取100m時(shí),溫度降低或升高的數(shù)值,稱(chēng)為干空氣溫度絕熱垂直遞減率,簡(jiǎn)稱(chēng)干絕熱直減dT率。以丫 d表小。產(chǎn)2 .逆溫:溫度隨高度的增加而增加。逆溫的最危險(xiǎn)狀況是逆溫層正好處于煙囪排放口。逆溫形成的過(guò)程:形成逆溫的過(guò)程多種多樣,最主要有以下幾種:(1)輻射逆溫(較常見(jiàn))(2)下沉逆溫(3)平流逆溫(4)湍流逆溫(5)鋒面逆溫。3 .輻射逆溫由于大氣是直接吸收從地面來(lái)的輻射能,愈靠近地面的空氣受地表的影響越大,所以接近地面 的空氣層在夜間也隨之降溫,而上層空氣的溫度下降得不如近地層空氣快,因此,使近地層氣溫形成上高
17、下低的逆溫層,這種因地面輻射冷卻而形成的氣溫隨高度增加而遞增現(xiàn)象叫輻射逆溫。以冬季最強(qiáng)4 .五種典型煙流和大氣穩(wěn)定度(1)波浪型r>o, r>rd很不穩(wěn)定(2)錐型:r>o, rrd中性或穩(wěn)定;:(3)扇型:r<o, r<rd穩(wěn)定(4)爬升型(屋脊型):大氣處于向逆溫過(guò)渡。在排出口上方:r>o, r>rd不穩(wěn)定;在排出下方; r<o, r<rd,大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)。(5)漫煙型(熏煙型):大氣逆溫向不穩(wěn)定過(guò)渡時(shí),排出口上方:r<o, r<rd,大氣處于穩(wěn)定狀態(tài);第四章大氣擴(kuò)散濃度估算風(fēng)和湍流是決定污染物在大氣中擴(kuò)散稀釋的最直接最本
18、質(zhì)的因素。 高斯模型的四點(diǎn)假設(shè),公式的物理意義,計(jì)算題第五章顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié):顆粒的粒徑及粒徑分布1 .幾種常用的粒徑表示方法:用顯微鏡法觀測(cè)顆粒時(shí),采用如下幾種粒徑:定向直徑二 '1定向面積等分直徑:投影面積直徑-同一顆粒的dF>ck>dM用篩分法測(cè)定時(shí),可得到篩分直徑有光散射法測(cè)定時(shí)、可得到等體積直徑:用沉隆法測(cè)定時(shí),一般采用如下兩種定義:斯托克斯直徑山:為在同一流體中與顆粒的密度相同和沉降速度相等的圓球直徑。空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑為在空氣中與顆粒的沉降速度相等的單位密度( Pp = lg/cn?)的 圓球的直徑。(例:空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑是用哪種方法測(cè)定的?-沉
19、降法)2 .個(gè)數(shù)頻率:為第i間隔中的顆粒個(gè)數(shù)小與顆??倐€(gè)數(shù)X口i之比(或百分比)3 .個(gè)數(shù)篩下累積頻率:為小于第i間隔上限粒徑的所有顆粒個(gè)數(shù)與顆??倐€(gè)數(shù)之比(或百分比)。第二節(jié):粉塵的物理性質(zhì)粉塵的物理性質(zhì)(密度、安息角、滑動(dòng)角、比表面積、含水率、潤(rùn)濕性、荷電性、粘附性、自然性和爆炸性)1 .若所指的粉塵體積不包括粉塵顆粒之間和顆粒內(nèi)部體積,而是粉塵自身所占的真實(shí)體積,則以此真實(shí)體積求得的密度稱(chēng)為粉塵的真密度,并以表示。2 .呈堆積狀態(tài)存在的粉塵(即粉體),它的堆積體積包括顆粒之間和顆粒內(nèi)部的空隙體積,以此 堆積體積求得的密度稱(chēng)為粉塵的堆積密度,并以 Pl表示。P143:1.3 .安息角:粉塵
20、從漏斗連續(xù)落到水平面上,自然堆積成一個(gè)圓錐體,圓錐體母線(xiàn)與水平面的夾角 稱(chēng)為粉塵的安息角,也稱(chēng)動(dòng)安息角或堆積角等,一般為 35°55°。P1444 .滑動(dòng)角:系指自然堆放在光滑平板上的粉塵,隨平板做傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí),粉塵開(kāi)始發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的平 板傾斜角,也稱(chēng)靜安息角,一般為 40055°。P144 ./;1.'5 .粉塵的潤(rùn)濕性:粉塵顆粒與液體接觸后能否相互附著或附著難易程度的性質(zhì)。P146(粉塵的潤(rùn)濕性是選用濕式除塵器的主要依據(jù)。)6 .體積比電阻:在高溫(一般在200c以上)范圍內(nèi),粉塵層的導(dǎo)電主要靠粉塵本體內(nèi)部的電子 或離子進(jìn)行。這種本體導(dǎo)電占優(yōu)勢(shì)的粉塵比電阻
21、稱(chēng)為體積比電阻。 P1487 .表面比電阻:在低溫(一般在100c以下)范圍內(nèi),粉塵的導(dǎo)電主要靠塵粒表面吸附的水分或 其他化學(xué)物質(zhì)中的離子進(jìn)行。這種表面導(dǎo)電占優(yōu)勢(shì)的粉塵比電阻稱(chēng)為表面比電阻。高溫范圍內(nèi),粉塵比電阻隨溫度的升高而降低,其大小取決于粉塵的化學(xué)組成低溫范圍內(nèi),粉塵比電阻隨溫度的升高而增大,隨氣體中水分或其他化學(xué)物質(zhì)含量的增加而降低。8 .粉塵比電阻對(duì)電除塵器的運(yùn)行有很大影響,最適宜于電除塵器運(yùn)行的比電阻范圍為101010Q?cm n9 .顆粒物的沉降方式有:重力沉降、離心沉降、靜電沉降、慣性沉降、擴(kuò)散沉降。第三節(jié):凈化裝置的性能1.評(píng)價(jià)凈化裝置性能的指標(biāo):P151包括技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指
22、標(biāo)兩方面。技術(shù)指標(biāo)主要有處理氣體流量、凈化效率和壓力損失等;經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要有設(shè)備費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和占 地面積等。止匕外,還應(yīng)考慮裝置的安裝、操作、檢修的難易等因素。第六章除塵裝置第一節(jié):機(jī)械除塵器1 .機(jī)械除塵器通常指利用質(zhì)量力(重力、慣性力和離心力等)的作用使顆粒物與氣流分離的裝置、包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。P161 (填空)2 .旋風(fēng)除塵器的基本原理?旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。含塵氣流進(jìn)入除塵器后,沿外壁由上而下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),同時(shí)有少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域。氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí), 精心整理塵粒在離心力作用下逐步移向外壁,到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共
23、同作用下沿壁面落入灰 斗,當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的大部分到達(dá)錐體底部后,轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn),最后經(jīng)排出管排出。3 .普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成。P167 (填空)4 .除塵器相對(duì)尺寸對(duì)壓力損失影響較大,當(dāng)除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時(shí),幾何相似放大或縮小,壓力 損失基本不變。5 .分割直徑:處于平衡狀態(tài)的塵粒有 50%勺可能進(jìn)入內(nèi)漩渦,也有50%勺可能性移向外壁,除塵 效率為50%£所對(duì)應(yīng)的粒徑即為除塵器的分割直徑。6 .二次效應(yīng):即被捕集粒子重新進(jìn)入氣流。第二節(jié):電除塵器1 .電除塵器的工作原理:其原理涉及懸浮粒子荷電, 帶電粒子在電場(chǎng)內(nèi)遷移和捕集, 以及將捕集物從集塵表面上清除
24、等 三個(gè)基本過(guò)程。2 .起始電暈電壓:開(kāi)始產(chǎn)生電暈電流是所施加的電壓。)3 .粒子荷電中:1,電場(chǎng)荷電;2,擴(kuò)散荷電。電暈閉塞:當(dāng)含塵量大到某一數(shù)值時(shí),電暈現(xiàn)象消 失,顆粒在電場(chǎng)中根本得不到電荷,電暈電流幾乎減少到零,失去除塵作用。P186(名詞解釋?zhuān)? .克服高比電阻影響的方法有:保持電極表面盡可能清潔;采用較好的供電系統(tǒng),煙氣調(diào)質(zhì),以 及發(fā)展新型電除塵器。5 .煙氣調(diào)質(zhì):增加煙氣濕度,或向煙氣中加入 SO、NH、及NaCQ等化合物,可使粒子導(dǎo)電性增 加。第三節(jié):濕式除塵器1 .在工程上使用的濕式除塵器總體上分為:低能和高能兩類(lèi)。低能濕式除塵器包括噴霧塔和旋風(fēng) 除塵器等,高能濕式除塵器包括文
25、丘里洗滌器等。P200 (填空)(例:是典型的高能濕式除塵器。一文丘里洗滌器).:第四節(jié):過(guò)濾式除塵器2 .過(guò)濾式除塵的原理? P213(簡(jiǎn)答)? ? ? 含塵氣體流通過(guò)過(guò)濾材料將粉塵分離捕集3 .顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作用,逐漸在濾袋表面形成粉塵層,常稱(chēng)為粉塵初層。 初層形成后,它成為袋式除塵器的主要過(guò)濾層,提高了除塵效率。P213(填空)4 .袋式除塵器的壓力損失7P由通過(guò)清潔濾料的壓力損失?白和通過(guò)顆粒層的壓力損失組成。P215 (填空)5 .袋式除塵器是按是灰方式命名和分類(lèi)的。P218 (填空)6 .常用的清灰方式有三種:機(jī)械振動(dòng)式、灰氣流清灰和脈沖噴吹清灰。P218(填空
26、)“四大除塵技術(shù)”目前常用的除塵器分為:機(jī)械除塵器、電除塵器、袋式除塵器、濕式除塵器。機(jī)械除塵器包括:重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器。設(shè)計(jì)重力沉降室的模式有:層流式和湍流式。1.重力沉降室的結(jié)構(gòu)和原理重力沉降室是通過(guò)重力作用使粉塵從氣流中 裝置。含塵氣流進(jìn)入重力沉降室后,由于擴(kuò)大了流 體流速大大降低,使較重顆粒在重力作m下緩慢向重力沉降室分為(1)層流式(2)湍流式。層流式沉降室設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單模式的假設(shè)是在沉寒流,流速為Vo,流動(dòng)狀態(tài)保持在層流范圍內(nèi);顆 精心整理行二才一jzn 沉降分離的除塵 f Q,二 皿面積而使氣'灰斗沉降。泌住降室內(nèi)氣流為柱粒均勻地分布在提高重力沉降室除塵效率的
27、主要途徑:降低沉降室內(nèi)的氣流速度、增加沉降室長(zhǎng)度、降低沉降 室高度。煙氣中。湍流式沉降室設(shè)計(jì)的模式是假設(shè)沉降室中氣流為湍流狀態(tài),在垂直于氣流方向的每個(gè)橫斷面上粒子完全混合,即各種粒徑的粒子都均勻分布于氣流中。重力沉降室的主要優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,投資少,壓力損失小,維修管理容易。缺點(diǎn):體積大,效率低,因此只能作為高效除塵的預(yù)除塵裝置,除去較大和較重的粒子。重力沉降室實(shí)際性能:只能作為氣體的初級(jí)凈化,除去最大和最重的顆粒,沉降室的除塵效率約為40-70%;僅用于分離dp>50 rm的塵粒。層流模式重力沉降室的計(jì)算(1)沉降時(shí)間計(jì)算塵粒的沉降速度為 Vt,沉降室的長(zhǎng)、寬、高分別為 L、W、H,要
28、使沉降速度為 Vt的塵粒在沉降室全部去除,氣 流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間 t (錯(cuò)誤!未找到引用源。)應(yīng)大于或等于塵粒從頂部沉降到灰斗的時(shí)間( 錯(cuò)誤!未找 到引用源。),即錯(cuò)誤!未找到引用源。(2)最小沉降粒徑計(jì)算(3)重力沉降室除塵效率多層重力沉降室分級(jí)除塵效率2.慣性除塵器分為:以氣流中粒子沖擊擋板捕集較粗粒子的沖擊式和通過(guò)改變氣流流動(dòng)方向而捕 集較細(xì)粒子的反轉(zhuǎn)式。慣性除塵器的結(jié)構(gòu)和原理:為了改善沉降室的除塵效果,可在沉降室 式的擋板,使含塵氣體沖擊在擋板上,氣流方 變,借助塵粒本身的慣性力作用,使其與氣流慣性除塵器分為沖擊式和反轉(zhuǎn)式。沖擊式 沖擊擋板捕集較粗粒子;反轉(zhuǎn)式的原理是改變 較細(xì)粒子
29、。慣性除塵器的應(yīng)用: 慣性除塵器的除塵效率, 方向轉(zhuǎn)變角度越大、轉(zhuǎn)變次數(shù)越多、其凈化效率愈高,壓 適合于凈化密度大和粒徑大的金屬或礦物性粉塵除塵。對(duì)檔版含塵氣障氣體出口 上蛇內(nèi)設(shè)置各種形 向發(fā)生急劇轉(zhuǎn) 分離。的原理是:氣流 氣流方向捕集流速度越大、氣流 力損失愈大。一般 于粘性較強(qiáng)或纖維性粉塵一般不適合。慣性除塵一般效率不高,因此,一般只適合于多級(jí)除塵中的第一級(jí)除塵。捕集粒徑一般在10-20科m以上的粗塵。壓力損失一般為 100-1000pa。旋風(fēng)除塵器原理:旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的,一般用來(lái)分離粒徑大于 5 dm的塵粒。旋風(fēng)除塵器特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小,投
30、資低,操作維修方便,壓力損失中等,動(dòng)力消耗不大,可用于各種材料制造,能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體,并可回收干顆粒物。缺點(diǎn):效率80%左右,捕集<5 顆粒的效率不高,一般作預(yù)除塵用。工作原理1、除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng):氣流從宏觀上看可歸結(jié)為三個(gè)運(yùn)動(dòng):外渦旋、內(nèi)渦旋、上渦旋。含塵氣流由進(jìn)口沿切線(xiàn)方向進(jìn)入除塵器后,沿器壁由上而下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng), 這股旋轉(zhuǎn)向下的氣流稱(chēng)為外渦旋 (外渦流),外渦旋到達(dá)錐體底部轉(zhuǎn)而沿軸心向上旋轉(zhuǎn),最后經(jīng)排出管排出。這股向上旋轉(zhuǎn)的氣流稱(chēng)為內(nèi)渦旋(內(nèi)渦 流)。外渦旋和內(nèi)渦旋的旋轉(zhuǎn)方向相同,含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),塵粒在慣性離心力推動(dòng)下移向外壁,到達(dá)外壁 的塵粒在氣流和重力共
31、同作用下沿壁面落入灰斗。氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時(shí),頂部壓力下降,一部分氣流會(huì)帶著細(xì)塵粒沿外壁面旋轉(zhuǎn)向上,到達(dá)頂部后,在沿排出管旋轉(zhuǎn)向下,從排出管排出。這股旋轉(zhuǎn)向上的氣流稱(chēng)為上渦旋。2.氣流的速度為方便,常把內(nèi)外旋流氣體的運(yùn)動(dòng)分解為三個(gè)速度分量:切向速度 V。、徑向速度Vr、軸向速度Vz。影響旋風(fēng)除塵器效率的因素:二次效應(yīng)(避免措施-鎖氣器)、比例尺寸、煙塵的物理性質(zhì)、操 作變量。一旋風(fēng)除塵器按 進(jìn)氣方式分為:切向進(jìn)入式、軸向進(jìn)入式。旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式:切向進(jìn)氣方式一一直入式和蝸殼式氣流組織分類(lèi)回流式、直流式、平旋式、和旋流使多管旋風(fēng)除塵器(直流式旋風(fēng)子并聯(lián))。4.電除塵器機(jī)理:電除塵器
32、是含塵氣體在通過(guò)高壓電場(chǎng)進(jìn)行電離的過(guò)程中,使塵粒荷電,并在電場(chǎng)力的作用下使塵粒沉 積在集塵極上,使塵粒子從含塵氣體中分離出來(lái)的裝置。電除塵與一切機(jī)械方法的區(qū)別在于分離力直接作用在塵粒子上,使粒子與氣體分離的力,而不是作用在整個(gè) 粉塵氣體上。電除塵器主要優(yōu)點(diǎn):1、壓力損失小,A P=20A 500Pa2、處理煙氣量大,可達(dá)105-106m3/h33、能耗低,約 0.2-0.4kWh/(1000m )4、對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集率,可高于 99%5、可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作。電除塵的性能缺點(diǎn)除塵器的主要缺點(diǎn)是設(shè)備龐大,消耗鋼材多,初投資大,要求安裝和運(yùn)行管理技術(shù)較高,故目前我國(guó)電除塵 的應(yīng)用還不太
33、普遍。電除塵的工作原理兩電極間加一電壓。 一對(duì)電極的電位差必須大得使放電極周?chē)a(chǎn)生電暈(常常加直流),高電壓使含塵氣體通過(guò)這對(duì)電極之間時(shí),形成氣體離子(正離子、負(fù)離子)這些負(fù)離子迅速向集塵極運(yùn)動(dòng),并且由于同粒子相撞而把 電荷轉(zhuǎn)移給粉塵荷電, 然后與粒子上的電荷互相作用的電場(chǎng)就使它們向收塵電極漂移,并沉積在集塵電極上, 形成灰塵層。當(dāng)集塵電極表面粉塵沉集到一定厚度后,用機(jī)械振打等方法將沉集的粉塵層清除掉落入灰斗中。電除塵過(guò)程:(1)放電(2)荷電;(3)遷移(4)清灰。電暈放電:J I*1 'A.在電暈中產(chǎn)生離子的主要機(jī)制是由于氣體中的自由電子從電場(chǎng)中獲得能量,和氣體分子激烈碰撞,是電子
34、脫離氣體分子,結(jié)果產(chǎn)生帶陽(yáng)電荷的氣體離子并增加了自由電子,這種現(xiàn)象稱(chēng)為電離。在曲率很大的表面(如一尖端或一根細(xì)線(xiàn))和一根管子或一塊板之間有電位差,則能形成非均勻電場(chǎng)而產(chǎn)生電暈放電。電除塵中所采用的單極性電暈是在放電電極和收塵電極間形成的穩(wěn)定的自發(fā)發(fā)生的氣體放電,電離過(guò)程局限在放電電極鄰近的強(qiáng)電場(chǎng)中的輝光區(qū)或鄰近輝光區(qū)的地方。 影響電暈特性的因素1、電極的形狀、電極間距離;2、粉塵的濃度、粒度、比電阻; 3、氣體組成的影響;4、溫度和壓力的影響。增加電壓一電流特性方法改變電荷載體的有效遷移率,從而改變電壓一電流特性。1、溫度,場(chǎng)強(qiáng)不變,減小氣體密度;2、氣體密度,場(chǎng)強(qiáng)不變,提高溫度;3、溫度,氣
35、體密度不變,增大場(chǎng)強(qiáng)。粉塵荷電電除塵過(guò)程的基本要求就是:相同條件下荷電速度快,荷電量大。粒子荷電種類(lèi)精心整理d>0.5um為主,稱(chēng)為電場(chǎng)荷電;d<0.15為主,稱(chēng)為 擴(kuò)散荷電;1、離子在電場(chǎng)力作用下作定向運(yùn)動(dòng),并與粒子碰撞而使粒子荷電,2、氣體吸附電子而成為負(fù)氣體離子,由離子的擴(kuò)散而使粒子荷電,3、場(chǎng)電荷和擴(kuò)散電荷的綜合作用。影響荷電時(shí)間的因素1、電流影響;電暈電流增加則荷電時(shí)間變短;2、不規(guī)則電場(chǎng)影響;由于是經(jīng)整流的不平滑變電壓(未達(dá)穩(wěn)定)故在部分周期內(nèi)荷電間斷,粉塵上的電荷過(guò)乘U, 增長(zhǎng)了荷電時(shí)間,降低了除塵效率。荷電粉塵的遷移和收集二、粒子的捕集效率影響粉塵捕集的理論因素1、
36、有效驅(qū)進(jìn)速度 2、粉塵粒徑dp 3、氣流速度v, 0.5-2.5m/s;板式電除塵器的氣流速度為 1.0-1.5m/s粉塵比電阻和對(duì)電除塵器的影響1、粉塵的導(dǎo)電性:煙氣中的水汽和化學(xué)物質(zhì)能使粉塵具有電除塵器操作所需要的微弱導(dǎo)電性, 某些情況下,較高的穩(wěn)定也會(huì)使粉塵具有滿(mǎn)意的導(dǎo)電性。2、高比電阻粉塵對(duì)電除塵器性能的影響:高比電阻粉塵將會(huì)干擾電場(chǎng)條件,導(dǎo)致除塵率下降。當(dāng)高于一值時(shí),集塵板粉塵層內(nèi)會(huì)出現(xiàn)電火花,即會(huì)產(chǎn)生明顯反電暈,反電暈的產(chǎn)生導(dǎo)致點(diǎn) 暈電流密度大大降低,嚴(yán)重干擾粒子荷電和捕集。3、克服高比電阻的方法:保持電極表面盡可能清潔、采用較好的供電系統(tǒng)、煙氣調(diào)質(zhì) (增加濕 度、改變煙氣溫度)、
37、發(fā)展新型電除塵器。:班勘機(jī)構(gòu)ffl 11-18翼式除塵器過(guò)濾料的空隙沉積在濾料上用,逐漸在濾 器的主要過(guò)濾除塵器 脈沖噴吹清大;4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)結(jié)性強(qiáng)及吸濕3.袋式除塵 1 A= I J是利用棉、毛或人造纖維等加工的濾布捕集塵粒的過(guò)程。袋式除塵器工作原理:含塵氣體從下部進(jìn)入員通過(guò)行濾袋,再通 時(shí),粉塵被捕集于濾料上,透過(guò)濾料的清潔氣體由排出口排出。 的粉塵,可在機(jī)械振動(dòng)的作用下從濾料表面脫落,落入灰斗。粉塵初層:顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作 袋表面形成粉塵層,稱(chēng)為粉塵初層。具是稱(chēng)為袋式除塵 層,提高除塵效率。過(guò)濾式除塵器分為:空氣過(guò)濾器、顆粒層除塵器、袋式 袋式除塵器的清灰方式:血械振動(dòng)清灰
38、、逆氣流清灰、 於。袋式除塵器特點(diǎn):1、除塵效率高;2、適應(yīng)性強(qiáng);3、操作彈性 單。缺點(diǎn):1、受濾布的耐溫、耐腐等操作性能的限制;2、不適于粘性強(qiáng)的塵粒。除塵過(guò)程:當(dāng)含塵氣流穿過(guò)濾袋時(shí),粉塵便捕集在濾袋上,凈化后的氣體從出口排除。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,啟開(kāi)空氣反吹系 統(tǒng),粉塵被反吹氣流吹入灰斗。除塵機(jī)理:1、篩過(guò)作用:當(dāng)粉塵粒徑大于濾布孔隙或沉積在濾布上的塵粒間孔隙時(shí),粉塵即被截留下來(lái)。2、慣性碰撞:當(dāng)含塵氣流接近濾布纖維時(shí),氣流將繞過(guò)纖維,而塵粒由于慣性作用繼續(xù)直線(xiàn)前進(jìn),撞擊到 纖維上即會(huì)被捕集。3、擴(kuò)散和靜電作用:小于 1微米的塵粒,在氣體分子的掩擊下脫離流線(xiàn),象氣體分子一樣作布朗運(yùn)動(dòng),如 果在運(yùn)
39、動(dòng)過(guò)程中和纖維接觸,即可從氣流中分離出來(lái),這種現(xiàn)象稱(chēng)為擴(kuò)散作用。4、重力沉降:當(dāng)緩慢運(yùn)動(dòng)的含塵氣體進(jìn)入除塵器后,粒徑和密度大的塵粒,可能因重力作用自然沉降下來(lái)。袋式除塵器的性能:氣布比:袋式除塵器的過(guò)濾速度系指處理的煙氣流量與濾布總面積之比。式中:Vf-V色幽感(m/min);Q 處理的煙氣流量(m3/h); Af有效濾布總面積(m2)。防塵表率60Af濕式除塵器使含塵氣體與液體(一般為水)密切接觸,利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵?;?使粒徑增大的裝置當(dāng)顆粒直徑和密度確定后,碰撞系數(shù)與野地之間的相對(duì)速度,成正比,而與直徑成反比。對(duì)于 給定的煙氣系統(tǒng),要提高慣性碰撞參參數(shù),必須提高液氣
40、相對(duì)速度和艱辛液滴直徑。慣性碰撞參數(shù)越大,則粒子慣性越大,碰撞捕集效率越高??梢杂行У爻ブ睆綖?.120 pm的液態(tài)或固態(tài)粒子,亦能脫除氣態(tài)污染物高能和低能濕式除塵器低能濕式除塵器的壓力損失為 0.21.5kPa,對(duì)10 pm以上粉塵的凈化效率可達(dá) 90%95%噴 霧塔洗滌器、旋風(fēng)洗滌器)高能濕式除塵器的壓力損失為 2.59.0kPa,凈化效率可達(dá)99.5 %以上(文丘里洗滌器)根據(jù)濕式除塵器的凈化機(jī)理,大致將其分為七類(lèi):1、重力噴霧洗滌器(噴霧塔洗滌器)2、旋風(fēng)洗滌器3、自激噴霧洗滌器4、板式洗滌器5、填料 洗滌器6、文丘里洗滌器7、機(jī)械誘導(dǎo)洗滌器濕式除塵器的優(yōu)點(diǎn):1、不僅可以除去粉塵,還
41、可凈化氣體2、效率較高,可去除的粉塵粒徑較小3、體積小,占地面積小4、能處理高溫、高濕的氣流。濕式除塵器的缺點(diǎn):1、有泥渣2、防凍設(shè)備(冬天)3、易腐蝕設(shè)備4、動(dòng)力消耗大。11 , / / /;精心整理第七章氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)一、吸收法凈化氣態(tài)污染物定義:氣體吸收是用液體洗滌含污染物的氣體,而從廢氣中把一種或多種污染物除去 物理吸收可視為單純的物理溶解過(guò)程 物理吸收過(guò)程可逆平衡時(shí),吸收速率=解吸速率降低溫度或增加壓力,有利于吸收過(guò)程 化學(xué)吸收吸收質(zhì)與吸收劑之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)若為不可逆反應(yīng),則不能解吸提高溫度或增大壓力,有利于化學(xué)吸收吸收凈化的基本原理氣液相平衡在一定的溫度和壓力下,氣液兩相發(fā)
42、生接觸后,吸收速率和解析速率相等(意味著:吸收質(zhì)在氣相中的分壓和在液相中的濃度不再變化),氣液兩相達(dá)到平衡,簡(jiǎn)稱(chēng)相平衡。平衡分壓:相平衡時(shí)氣相中的組分分壓稱(chēng)為平衡分壓平衡溶解度(簡(jiǎn)稱(chēng)溶解度)相平衡時(shí)液相吸收劑(溶劑)所溶解組分的濃度稱(chēng)為平衡溶解度(每100kg水中溶解氣體的kg數(shù))氣體在液體中的溶解度結(jié)論不同性質(zhì)的氣體在同一溫度和壓力下的溶解度不同;氣體的溶解度與溫度有關(guān),多數(shù)氣體的溶解度隨溫度的升高而降低;溫度一定時(shí),溶解度隨溶質(zhì)分壓升高而增大。在吸收系統(tǒng)中,增加氣相總壓,組分的分壓會(huì)增力口,溶解度也隨之增加。|亨利定律亨利定律:適用于低壓或低壓、稀溶液中,且吸收質(zhì)(被吸收組分)在氣相與溶劑
43、中的分子狀態(tài)應(yīng)相同。描述物理吸收時(shí)氣液相間的相平衡關(guān)系: 一定溫度下,稀溶液中溶質(zhì)的溶解度與氣相中溶質(zhì)的 平衡分壓成正比適用范圍:難溶、較難溶氣體易溶、較易溶氣體,僅用于液相濃度非常低的情況相界面雙膜理論示意圖界面,界 質(zhì)以分子 層進(jìn)入液是互相平度存在 層流膜的 就是吸收吸收機(jī)理雙膜理論模型假定:1、當(dāng)氣液兩相接觸時(shí),兩相間有一個(gè)相面兩側(cè)存在氣膜和液膜,膜內(nèi)為層流,溶 擴(kuò)散方式從氣流主體連續(xù)通過(guò)這兩個(gè)膜相主體。2、在相界面上,氣液兩相的濃度總衡,即界面上不存在吸收阻力3、在氣相和液相主體內(nèi)沒(méi)有濃度梯4、吸收過(guò)程可簡(jiǎn)化為通過(guò)氣液兩層分子擴(kuò)散,通過(guò)此兩層膜的分子擴(kuò)散阻力過(guò)程的總阻力吸收系數(shù)傳質(zhì)阻力
44、傳質(zhì)阻力一一吸收系數(shù)的倒數(shù)傳質(zhì)總阻力=氣相傳質(zhì)阻力+液相傳質(zhì)阻力組分從氣相傳質(zhì)到液相的總阻力組分在氣相主體中的傳質(zhì)阻力組分在氣相主體流中的傳質(zhì)阻力液膜控制:如難溶氣體(稀堿溶液吸收 CO2水吸收O0氣膜控制:如易溶氣體(堿或氨液吸收 SO2氣膜控制液膜控制雙膜控制代。吸收NHH2O或弱堿吸收COHO吸收SOH2O吸收HCLHO吸收CLHO吸收丙酮堿液或氮水吸收SOHO吸收O濃硫酸吸收NO濃硫酸吸收SOHO吸收H2"vj.弱堿吸收H2SJ L1 , J / / /吸收系數(shù)的影響因素1 .吸收質(zhì)與吸收劑2 .設(shè)備、填料類(lèi)型1|13 .流動(dòng)狀況、操作條件吸收系數(shù)的獲取實(shí)驗(yàn)測(cè)定;經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算
45、;準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)計(jì)算二、吸收設(shè)備填料塔、板式塔、文丘里洗滌器1 .填料塔以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備,屬連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備。支承板、填料壓板壁流現(xiàn)象及控制當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí),有逐漸向塔壁集中的趨勢(shì),使得塔壁附近的液流量逐漸增大, 這 種現(xiàn)象稱(chēng)為壁流壁流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均,從而使傳質(zhì)效率下降。當(dāng)填料層較高時(shí),須進(jìn)行分段,中間設(shè)置在分布裝置。填料塔特點(diǎn):生產(chǎn)能力大、分離效率高、壓力降小、持液量小、操作彈性大;但當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)不能有效的潤(rùn)濕填料表面,使傳質(zhì)效率降低2 .板式塔以塔內(nèi)的塔板作為氣液兩相間接觸的基本構(gòu)件,氣、液兩相在塔內(nèi)進(jìn)行逐級(jí)接觸塔板結(jié)構(gòu):有降液管
46、和無(wú)降液管兩大類(lèi)有降液管:如圖,塔板、溢流管無(wú)降液管:氣、液兩相同時(shí)逆向通過(guò)塔板上的小孔填料塔特點(diǎn):生產(chǎn)能力大、分離效率穩(wěn)定、造價(jià)低、檢修、清洗方便;但壓力損失大3 .文丘里洗滌器適用于吸收劑用量小的吸收操作填料塔特點(diǎn):體積小,但處理能力很大,可兼做冷卻除塵設(shè)備;缺點(diǎn)是壓力損失大,能耗高。二、吸附法凈化氣態(tài)污染物1 .吸附劑的性質(zhì):1、要具有巨大的內(nèi)表面;2、對(duì)不同氣體具有選擇的吸附作用;3、較高的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)與 熱穩(wěn)定性;4、吸附容量大;5、來(lái)源廣泛,造價(jià)低廉;6、良好的再生性能。2 .常用吸附劑:白土(硅鋁酸鹽):各種油類(lèi)脫色,和其中的臭味; 活性氧化鋁:水分的吸附, 氣體和液體的干燥;
47、硅膠:堅(jiān)硬多空的固體顆粒,用于氣體的干燥和從廢氣中回收極為游泳的 姓類(lèi)氣體;活性炭:溶劑蒸氣的回收、燒類(lèi)氣體提取分離,動(dòng)植物由的精制,空氣或其他氣體 的脫臭,水合其他溶劑的脫色等; 沸石分子篩。3 .吸附劑的活性:靜活性:是指在一定溫度下,與氣相中被吸附物質(zhì)的初始濃度平衡時(shí)單位吸附劑上可能吸 附的最大吸附量。動(dòng)活性:吸附過(guò)程還沒(méi)有達(dá)到平衡時(shí)單位吸附劑吸附吸附質(zhì)的量。當(dāng)流出氣體中發(fā)現(xiàn)有吸附質(zhì)時(shí),吸附器中的吸附劑層已穿透,這時(shí)單位吸附劑所吸附吸附質(zhì)的量稱(chēng)為動(dòng)活性。4 .吸附劑的再生:加熱再生、降壓或真空解吸、置換再生、溶劑萃取。5 .化學(xué)吸收同物理吸收的區(qū)別:1、化學(xué)吸收進(jìn)入溶劑后又化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生
48、,單位體積的溶劑能夠容納的溶質(zhì)量增多,溶液的 分壓降低,吸收推動(dòng)力增加;2、溶質(zhì)在液膜中的擴(kuò)散阻力大為降低,使得吸收系數(shù)增大;3、填料表面有一部分液體停滯不動(dòng)或流動(dòng)很緩慢,在物理吸收中這部分液體往往被溶質(zhì)所飽 和而不能再進(jìn)行吸收,但在化學(xué)吸收中則要吸收多得多的溶質(zhì)才能達(dá)到飽和。對(duì)于物理吸 收不是有效的是表面,對(duì)于化學(xué)吸收仍然可能是有效的。6 .物理吸附和化學(xué)吸附的區(qū)別(簡(jiǎn)答):影響氣體吸附的因素:操作條件:低溫有利于物理吸附,高溫有利于化學(xué)吸附,增大氣相主體壓力 有利于吸附;吸附劑的性質(zhì)如孔隙率、孔徑、粒度等影響吸附;吸附質(zhì)的性質(zhì)與濃度;吸附劑的活 性。催化劑的組成;活性組分、助催化劑、載體。催化劑的性能:活性、選擇性、穩(wěn)定性(熱穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性)。催化劑中毒:反應(yīng)物中少量的雜質(zhì)使催化劑活性迅速下降的現(xiàn)象。吸附工藝與設(shè)備1 .吸附設(shè)備固定床吸附器、移動(dòng)床吸附器、流化床吸附器2 .吸附工藝流程:間歇式吸附流程、半間歇式吸附流程、連續(xù)式吸附流程三、催化法凈化氣態(tài)污染物催化轉(zhuǎn)化就是借助催化劑的催化作用,使氣體污染物在催化劑表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng),轉(zhuǎn)化為無(wú) 害或易于處理與回收利用物質(zhì)的凈化方法。氣固催化反應(yīng)過(guò)程:(1)反應(yīng)物從氣流主體-催化劑外表面精心整理 進(jìn)一步向催化劑的微孔內(nèi)擴(kuò)散(
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