6.3袋式除塵器濾料與選擇濾料是袋式除塵器的關鍵材料，其優劣直接關系到除塵器性能的好壞，濾料應滿足的要求包括捕集效率高，尤其對微細粉塵也有很好的捕集效果粉塵剝離性好，易清灰，不易結垢透氣性適宜，阻力低具有足夠的強度，抗拉、耐磨、抗皺折具有良好的耐溫、耐化學腐蝕、耐水解和耐氧化性能原料來源廣泛，性能穩定可靠價格低，使用壽命長參考依據《袋式除塵器用濾料及濾袋技術條件》（GB12625-90）《火力發電廠鍋爐煙氣袋式除塵器濾料濾袋技術條件》（DL/T1175-2012）6.3袋式除塵器濾料與選擇6.3袋式除塵器濾料與選擇6.3.1袋式除塵器濾料的分類

按濾料材質分類天然纖維濾料植物纖維（棉、麻）濾料動物纖維（獸毛）濾料礦物纖維濾料人工纖維濾料合成纖維濾料（袋式除塵器所用濾料多屬此類）無機纖維濾料（如玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維等）剛性濾料（以金屬、陶瓷或陶瓷纖維通過燒黏結的方式制成）玻璃纖維濾料PPS除塵布袋（聚苯硫醚纖維布袋）濾料名稱直徑/μm耐溫性能/K吸水率/％耐酸性耐堿性強度長期最高棉織物（植物短纖維）10～20348～3583688很差稍好1蠶絲（動物長纖維）18353～36337316～22

羊毛（動物短纖維）5～15353～36337310～15稍好很差0.4尼龍

348～3583684.0～4.5稍好好2.5奧綸

398～4084236好差1.6滌綸（聚脂）

4134336.5好差1.6玻璃纖維（用硅酮樹脂處理）5～8523

4.0好差1芳香族聚酰胺（諾梅克斯）

4935334.5～5.0差好2.5聚四氟乙烯

493～523

0很好很好2.5不同濾料材質的理化性質6.3袋式除塵器濾料與選擇6.3袋式除塵器濾料與選擇

按濾料連續使用的溫度分類常溫濾料

耐溫低于130℃,主要以尼龍、滌綸、丙綸等纖維制作，天然纖維濾料也屬此類中溫濾料

耐溫130-300℃，常用的中溫濾料有玻璃纖維濾料、芳砜綸、特氟綸、諾梅克斯、PPS、P84等高溫濾料

耐溫300℃以上，常用的有金屬、陶瓷和碳纖維等尼龍濾袋芳砜綸復合針刺過濾氈6.3袋式除塵器濾料與選擇

按制作方法分類織造濾料，在相互垂直排列的兩個系統中，將事先紡織的（經、緯）紗線，按一定規律沉浮交錯（即交織）而成的濾料非織造濾料，不經過一般的紡織和織造過程，直接使纖維成網再用機械的、化學的或其他方法，將其固結在一起的結構濾料熱塑成形濾料，將聚合物熱壓成多孔形過濾元件，再涂上防腐材料而成的濾料多孔陶瓷濾料，利用陶瓷纖維或其他耐高溫材料加粘結劑及成孔劑燒結而成的濾料，具有耐高溫的特性紙質濾料，利用濕式造紙法制成的薄形濾料，這種濾料便于折疊制成過濾筒，可顯著減少除塵器的占地面積復合濾料，用兩種及兩種以上方法制成或由兩種及兩種以上材料復合而成的濾料機械除塵器4.1除塵技術基礎4.2重力沉降室4.3慣性除塵器4.4旋風除塵器內容簡介內容提要內容簡介4.5機械除塵器運行與維護本章學習目標了解粉塵的各種基本性質。了解搜捕顆粒的原理和除塵器凈化效率的表示方法。了解慣性除塵器的工作方法。熟悉重力除塵的工作原理和設備。掌握旋風式除塵器工作、設備的設計。掌握機械設備運行管理的方法。內容簡介內容簡介4.1除塵技術基礎粉塵的定義“由自然或機械力產生的，能夠懸浮于空氣中的固體微小顆粒。”（國家采暖通風與空氣調節術語標準（GB50155-92））國際上將粒徑小于75μm的固體懸浮物定義為粉塵在通風除塵技術中，一般將1-200μm乃至更大粒徑的固體懸浮物視為粉塵本課程所述粉塵均在此定義范圍之內4.1除塵技術基礎4.1.1粉塵的性質粉塵的性質粉塵的密度粉塵的粒徑和分布粉塵的比表面積粉塵的潤濕性粉塵的安息角&滑動角粉塵的荷電性&導電性粉塵的黏附性粉塵的爆炸性

粉塵的密度除塵技術中粉塵的常見狀態分散于空氣中的單一塵粒呈堆積態的粉塵合集粉塵密度類型真密度（TrueDensity）定義：指材料在絕對密實的狀態下單位體積的固體物質的實際質量，即去除內部孔隙或者顆粒間的空隙后的密度。堆積密度定義：又稱體積密度，松密度，毛體密度，簡稱堆密度，是把粉塵或者粉料自由填充于某一容器中，在剛填充完成后所測得的單位體積質量。分類：按自然堆積體積計算的密度稱為松堆密度(loosedensity)；以振實體積計算則稱緊堆密度(tapdensity)。4.1除塵技術基礎真密度×(1-ε)=堆積密度ε=孔隙率，即粒子間空隙體積與粒子堆積體積之比4.1除塵技術基礎真密度vs.堆積密度真密度堆積密度粉塵間的空隙無有測量方法浸漬法（比重瓶法）氣體容積法（氦氣置法）用粉塵填充容器后測得測量器材影響因素自身屬性顆粒大小及其分布、形狀測量意義比表面積測定、沉降計算時會涉及用于倉儲裝備、除塵器灰斗的設計計算4.1除塵技術基礎

粉塵的粒徑和分布粉塵的粒徑決定粉塵的理化性質影響除塵器的除塵效果常將顆粒想象成球形粉塵粒徑的定義及表達方式粒徑的分布定義：也稱粉塵的分散度，指不同粒徑范圍內所含顆粒的個數或質量或顆粒群的粒度的組成情況所占的比例單位：質量分布或%（質量分布更常用）表示方法：列表法、圖示法、函數法顆粒的大小稱為粒度，一般顆粒的大小又以直徑表示,故也稱為粒徑。等效粒徑4.1除塵技術基礎圖示法列表法函數法4.1除塵技術基礎相關概念顆粒大小分級習慣術語：納米顆粒（1-100nm），亞微米顆粒（0.1-1μm），微粒、微粉（1-100μm），細粒、細粉（100-1000μm），粗粒（大于1?mm）。?平均徑：表示顆粒平均大小的數據。根據不同的儀器所測量的粒度分布，平均粒徑分:體積平均徑、面積平均徑、長度平均徑、數量平均徑等。?D50：也叫中位徑或中值粒徑，這是一個表示粒度大小的典型值，該值準確地將總體劃分為二等份，也就是說有50%的顆粒超過此值，有50%的顆粒低于此值。如果一個樣品的D50=5μm，說明在組成該樣品的所有粒徑的顆粒中，大于5μm的顆粒占50％，小于5μm的顆粒也占50％。?最頻粒徑：是頻率分布曲線的最高點對應的粒徑值。?D97：D97指一個樣品的累計粒度分布數達到97%時所對應的粒徑。它的物理意義是粒徑小于它的的顆粒占97%。這是一個被廣泛應用的表示粉體粗端粒度指標的數據。4.1除塵技術基礎粒徑的測定分類測定法測定范圍μm分布基準篩分篩分法>40計重顯微鏡光學顯微鏡0.8-150計數電子顯微鏡0.001-5計數沉降增量法移液管法0.5-60計重光透過法0.1-800面積X射線法0.1-800面積累積法沉降天平0.5-60計重沉降柱<50計重流體分級離心力法5-100計重串級沖擊法0.3-20計重光電電感應法0.6-800體積激光測速法0.5-15計重、計數極光衍射法0.5-1800計重、計數常見的粒徑測量方法4.1除塵技術基礎粉塵的比表面積定義：單位體積（質量）粉塵所具有的表面積表達式：a=S/V（cm2/cm3）其中：S=粉塵的表面積V=粉塵自身的體積與理化性質的關系比表面積越大，物理性質越顯著，化學活性越強數值變化范圍：103–104cm2/g4.1除塵技術基礎粉塵的潤濕性定義：粉塵與液體相互附著的難易程度的性質稱為粉塵的潤濕性影響潤濕性的因素：粉塵自身屬性：粒徑、生成條件、溫度、壓力，含水率、表面粗糙度、荷電性液體屬性：表面張力、對粉塵的黏附力、與粉塵的相對運動速度對除塵效率的影響有的粉塵(如炭黑、石墨等)很難被水濕潤，這種粉塵稱為憎水性粉塵，采用濕式除塵器效率不高有的粉塵（如水泥、石灰等）與水接觸后，會發生黏結變硬成硬垢，這種粉塵可稱為硬性粉塵。該類粉塵易使濕式除塵裝置和排水管道結垢堵塞，故不宜采用濕式除塵潤濕性隨溫度升高而減小，隨壓力升高而增大粒徑小于1μm的粉塵表面易生成氣膜，降低潤濕性4.1除塵技術基礎粉塵的安息角和滑動角定義：粉塵自漏斗連續落到水平面上，堆積成圓錐體，圓錐體的母線與水平面的夾角稱為粉塵的安息角（一般為35°-50°）自然堆放在光滑平板上的粉塵，隨光滑平板以其一端為軸轉動，平板上粉塵開始滑動時平板相對于水平面的傾角稱為粉塵的滑動角（一般為30°-40°）影響因素物料的種類、粒徑、形狀、含水率、黏附性對除塵工藝的影響是設計除塵裝置灰斗、料倉的錐角、除塵系統管路、輸灰管路的傾角的重要依據粒徑越大，形狀越接近球體，含水率越低，表面越光滑，則安息角越小安息角的測量4.1除塵技術基礎粉塵的導電性定義：截面積為1cm2、厚度為1cm的粉塵層所具有的電阻值，單位為Ω·cm影響導電性的因素：高溫情況下（200℃）,粉塵的導電主要依靠粉塵內部的電子或離子進行（即容積導電）低溫情況下（100℃）,粉塵的導電主要依靠粉塵表面吸附的水分和化學膜進行（即表面導電）高溫情況塵粉的比電阻降低低溫情況溫度增加含水率減小塵粉的比電阻增加溫度增加含水率減小4.1除塵技術基礎粉塵的荷電性定義：粉塵的荷電性是指粉塵荷電能力的性質。天然粉塵和工業粉塵幾乎都帶有一定的正電荷或負電荷，但有時也有中性的。影響因素：使粉塵荷電的因素很多，例如電離輻射、高壓放電或高溫產生的離子或電子被顆粒所捕獲，固體顆粒相互碰撞或與壁面發生摩擦時產生靜電等，都會使粉塵獲得靜電荷。此外，粉塵在產生過程中就可能已經荷電，如粉體的分散和液體的噴霧都可能產生荷電的氣溶膠。表示方法：粉塵的荷電性用荷電量的多少表示，即單位面積上所帶電量或電子的多少，單位一般為C/cm2。在干空氣情況下，粉塵表面的最大荷電量約為1.66×1010C/cm2,而天然粉塵和人工粉塵的荷電量一般僅為最大荷電量的1/10量級。粉塵荷電后，某些物理特性將會發生改變，如凝聚性、黏附性及其在氣體中的穩定性等，同時對人體的危害也會增強。4.1除塵技術基礎粉塵的黏附性定義：

粉塵粒子附著在固體表面上或它們之間相互凝聚的可能性稱為粉塵的黏附性。附著的強度，即克服附著現象所需要的力(垂直作用于顆粒重心上)稱為黏附力。黏附力的類型范德華力（分子間作用力）靜電引力（相反電性的帶電體之間的相互作用力）毛細粘附力（能使液體自然上升的作用力）影響粉塵黏附力的因素粒徑-形狀規則度-表面粗糙程度＋含水率＋潤濕性＋荷電量＋周圍介質的性質測定比較復雜，一般是通過觀察判斷當氣體介質的濕度達到一定程度時，在粒子表面開始凝結一層液膜，液體分子與固體分子相互作用，使液膜附著在粒子或器壁上。當兩粒子表面之間或粒子與器壁表面之間的液膜相互接觸時，液體的表面張力就會形成“液橋”，將兩粘附體“拉”在一起。這種靠液膜的表面張力產生的粘附力，稱為毛細管粘附力，簡稱毛細力。與庫侖力相比，毛細粘附力的作用和影響更大對除塵的影響黏附力強可提高粉塵捕集的效率高粘附力可以使細小顆粒相互粘附，形成較大的顆粒，有利于收塵[1]適當的粘附力可以避免電除塵陽極板振打清灰過程中產生二次揚塵[1]黏附力過強會導致含塵氣流和某些設備的堵塞以燃煤電廠為例，共粘附性飛灰給鍋爐的各受熱面、引風機葉片、電除塵器的陽極板和陰極線以及布袋除塵器濾袋的清灰造成困難[1]一些高壓電器的粘灰還經常引起表面爬電故障[1]4.1除塵技術基礎[1]王天鵬.準格爾煤灰粘附機理的實驗研究[D].華北電力大學（河北）,2009.4.1除塵技術基礎粉塵的爆炸性爆炸類型：化學爆炸物理爆炸核爆炸爆炸原因粉塵與空氣接觸后自燃，如鎂粉、碳化鈣粉塵（不能采用濕式除塵法）粉塵高溫摩擦、震動和碰撞發出電火花引發爆炸，如硫礦粉、煤粉粉塵互相接觸混合引發爆炸，如溴與磷、鋅粉與鎂粉接觸混合引發爆炸爆炸特點多次爆炸粉塵爆炸所需的最小點火能量較高，一般在幾十毫焦耳以上與可燃性氣體爆炸相比，粉塵爆炸壓力上升較緩慢，較高壓力持續時間長，釋放的能量大，破壞力強。由物理變化(溫度、體積和壓力等因素)引起的，如鍋爐爆炸由化學變化造成的由核裂變、核聚變或者是這兩者的多級串聯組合所引發影響粉塵爆炸性的因素粉塵的分散度濕度是否含有惰性顆粒是否生成揮發性可燃氣體4.1除塵技術基礎空氣相對干燥，粉塵在散熱不利、儲存量大、堆積層較厚、通風不良的環境中，更易進行熱量的累積。并且在干燥環境下，粉塵不容易發生團聚，空氣中分散的懸浮粉塵粒徑較小，更易達到最小點火能。當粉塵濃度達到一定范圍時，就會引起火災或爆炸。容易引起重大事故[1]多英全,劉垚楠,胡馨升.2009～2013年我國粉塵爆炸事故統計分析研究[J].中國安全生產科學技術,2015,v.11(02):186-190.[1][1]4.1除塵技術基礎粉塵爆炸案例1913－1973年間美國僅工農業領域，就發生過72次比較嚴重的粉塵爆炸事故1952—1979年間，日本發生各類粉塵爆炸事故209起，傷亡共546人，其中以粉碎制粉工程和吸塵分離工程較突出，各為46起1965—1980年，聯邦德國發生各類粉塵爆炸事故768起，其中較嚴重的是木粉及木制品粉塵和糧食飼料爆炸事故，分別占32%和25%1942年，我國本溪煤礦曾發生世界上最大的煤塵爆炸，死亡1549人，重傷246人1987年，哈爾濱亞麻廠的亞麻塵爆炸事故，死亡58人，輕重傷177人，直接經濟損失882萬元2010年2月，河北省秦皇島發生的玉米淀粉粉塵爆炸事故，造成19人死亡、49人受傷2011年5月，富士康拋光車間發生可意外爆炸事故，造成3人死亡，16人受傷2012年8月，溫州市甌海區一幢民房在生產燃粉塵中發生鋁粉塵爆炸，導致坍塌并燃燒，造成13人死亡、15人受傷2014年4月，江蘇省南通市如皋市東陳鎮發生硬脂酸粉塵爆炸事故，造成8人死亡，9人受傷2014年8月2日，江蘇昆山工廠爆炸致75人死亡。爆炸系因粉塵遇到明火引發的安全事故2015年6月27日，臺灣游樂園粉塵爆炸516人傷，其中4名大陸女性

2016年9月9日，貝寧一處焚燒場發生面粉爆炸，近百人遇難/item/%E7%B2%89%E5%B0%98%E7%88%86%E7%82%B8/5598439江蘇昆山工廠粉塵爆炸4.1.2顆粒捕集的理論4.1除塵技術基礎顆粒捕集的定義

氣流中的粉塵在某種力的作用下發生相對于氣流的位移，并最終脫離氣流沉降于捕集表面，此過程稱為顆粒捕集。作用力的分類作用力的種類外力流動阻力粉塵間的相互作用力重力慣性力離心力靜電力磁力熱力影響較小，可忽略不計分離機理4.1除塵技術基礎重力沉降粉塵利用自身重力作用發生自由沉降。其除塵效率與氣流速度、沉降室尺寸、固體顆粒的密度和粒度、氣體的密度等因素有關。只適用于粒徑較大顆粒（100~500μm）的快速沉降，且效果一般。重力沉降除塵慣性碰撞含塵氣流在運行過程中受障礙物的阻擋（如擋板、纖維、水滴等），氣流中小顆粒物隨氣流改變運動方向，而大顆粒物因慣性較大，故保持原運動方向，并脫離氣流，和障礙物發生撞擊。慣性碰撞是過濾式除塵器、濕式除塵器和慣性除塵器的主要工作原理。障礙物的橫斷面尺寸愈大，氣流繞過障礙物時流動線路嚴重偏離直線方向就開始得愈早，相應地懸浮在氣流中的粉塵顆粒開始偏離直線方向也就愈早。利用慣性機理分離粉塵，勢必給氣流帶來一定的壓力損失。然而，它能夠達到很高的分離、捕集效果，從而使這一缺點得以補償。4.1除塵技術基礎離心分離含塵氣流在做圓周運動時，由于慣性離心力作用，塵粒和氣流會產生相互運動，使塵粒從氣流中分離。為了保證除塵效果，離心除塵器的結構必須使粉塵顆粒在除塵器內的滯留時間要短，相應的除塵器內氣流旋轉直徑要小，否則很多粉塵顆粒在旋轉除塵器中短暫的滯留時間內不能到達容器壁面。通過離心力捕集粉塵是旋風除塵器的主要工作原理。旋風除塵器的突出優點是，它能夠處理高溫氣體的除塵，造價也比較便宜。但是，對氣體高精度凈化的除塵效率不高。4.1除塵技術基礎4.1除塵技術基礎截留分離慣性碰撞未能捕集的小顆粒粉塵，在繞行捕塵體（如液滴、纖維等）的過程中，因距離捕塵體過近（<dp/2）而被截留下來，該過程稱為截流分離。截留分離機理擴散作用4.1除塵技術基礎粒徑小于1μm的微小塵粒在氣體分子的碰撞下，像氣體分子一樣做布朗運動，如果塵粒在運動中和物體表面接觸，就會從氣流中分離，這種機理稱為擴散作用。在用織物過濾器捕集dp≤0.3μm的塵粒時尤為明顯。由于擴散作用的產生，粉塵顆粒被捕集體或塵層捕獲的概率增加。粉塵粒子向捕集體擴散過程十分復雜，其擴散率通常是捕集體繞流雷諾數ReD

和粒子貝克萊特（Peclet）數Pe的函數。對于mdp<1μ粒子的布朗擴散，由斯托克斯—愛因斯坦公式給出：[1][1][1]李名家.新型除塵器的理論分析及實驗研究[D].中國艦船研究院,2004.4.1除塵技術基礎以上都是一些有關擴散效率的經驗公式。由于粒子間的相互擴散和粒子向捕集體的擴散行為是極為復雜的物理現象，直到現在仍是氣溶膠科學的重要研究內容之一。[1]李名家.新型除塵器的理論分析及實驗研究[D].中國艦船研究院,2004.[1]4.1除塵技術基礎靜電分離粒徑介于0.1-1.0μm的低速塵粒在靜電力作用下，從含塵氣流中分離，從而達成凈化的目的，該過程稱為靜電分離。靜電分離的兩種形式：①帶電捕塵體對帶電粉塵的靜電力作用②電暈放電產生的高壓電場對帶點粉塵的電場力（庫侖力）作用靜電分離的特點：由于荷電粒子受到的靜電力相當小，只有使粉塵粒子在電場內長時間滯留才能達到收集粉塵的目的。因此靜電除塵器尺寸一般十分龐大，相應地設備造價較高。但是，與外形尺寸同樣龐大的袋式除塵器相比，其獨特優點是靜電力凈化裝置不會造成很大的壓力損失，因而耗能較低。靜電力凈化的另一個重要優點是，可以用來處理工作溫度達400℃的氣體。此外，靜電力除塵的最小尺寸不受限制。凝聚作用凝聚作用是除塵的一種輔助手段，原理主要是通過超聲波、蒸汽凝結、加濕等凝結作用，使微小塵粒凝聚增大，然后再用常規的除塵方法去除。4.1除塵技術基礎干霧抑塵原理圖：超聲波微細霧抑塵技術，其原理是應用壓縮空氣沖擊共振腔產生超聲波，超聲波把水霧化成濃密的、直徑只有1-10μm的微細霧滴，當含塵粒的氣流繞過霧滴時，霧滴捕捉住氣流中塵粒的機率與霧滴的直徑有關。霧滴大時，塵粒僅僅是隨繞流繞過霧滴而未被捕捉。霧滴與塵粒徑相近時，更易與塵粒相撞而對其進行捕捉，使細微粉塵迅速沉降下來，實現就地抑塵4.1.3除塵器的性能指標及分類4.1除塵技術基礎除塵器性能的主要指標經濟指標技術指標處理氣量除塵效率漏風率壓力損失設備費運行費維修費占地面積設備可靠性和耐用年限4.1除塵技術基礎

除塵器性能的表示方法處理氣體流量定義：除塵裝置單位時間內所處理的含塵氣流流量，體現了除塵器凈化氣體的能力。單位：m3/s或

m3/h處理氣量計算公式式中Q1

=除塵裝置進口氣體流量，m3/s；Q2

=除塵裝置出口氣體流量，m3/s。除塵器漏風率計算公式

4.1除塵技術基礎4.1除塵技術基礎計算公式的完善e.g.旋風除塵器壓力損失的新型計算法根據除塵器壓力損失，除塵器可分為：低阻除塵器（△p<500Pa）中阻除塵器（△p<500-2000Pa）高阻除塵器（△p=2000-20000Pa）多數除塵器壓力損失在2kPa以下[1]趙萍.旋風除塵器壓力損失的新型計算法[A].中國測繪學會.全面建設小康社會：中國科技工作者的歷史責任——中國科協2003年學術年會論文集（上）[C].中國測繪學會:中國測繪學會,2003:1.[1]利用實驗室數據進行擬合回歸，形成新公式4.1除塵技術基礎除塵效率定義：包括除塵器的總效率、透過率和分級除塵效率等除塵效率是判斷除塵器捕集顆粒物效果的重要指標是選擇除塵器的主要依據之一除塵器總效率定義：除塵器的總效率是指在同一時間內除塵器捕集的粉塵質量占進入除塵器的粉塵質量的百分數，用η表示。公式：式中，Qo,i

=出入口處煙氣流量（m3/s）Co,i

=出入口處煙氣的粉塵濃度（g/m3）Go,i

=出入口處煙氣在單位時間內通過粉塵的質量（g/s）若除塵器完全密閉，穩態等溫操作，則進出除塵器的氣體量不變，則上式可變為：當除塵器漏氣量大于進口量的20％時，應將測定的實際值換算成標準狀態時的參數（0℃，1.013×105Pa）4.1除塵技術基礎透過率定義：一些除塵器的除塵效率非常高，可達99％以上，總效率的變化難以判斷除塵效果及排放對環境效應的影響，有時用從除塵器中逃逸的粉塵質量與進入的粉塵質量之比的質量分數，即透過率P來表示公式：意義：常用于對除塵率要求較高的場合，比較高效除塵裝置間的細微區別串聯運行的除塵器總效率設η1%，η2%，…，ηn%分別為第1，2，…，n級除塵器的除塵效率，則n級除塵器串聯后的總除塵效率為：4.1除塵技術基礎分級除塵效率定義：分級效率是指除塵器對某一粒徑dp或某一粒徑范圍Δdp的粉塵的捕集效果。意義：由于對粒徑分布不同的粉塵，除塵器具有不同的除塵效率，故為了正確評價除塵器的捕集效果，采用分級除塵效率的概念。計算方法：質量法&濃度法公式：雖然各種除塵器對粗顆粒粉塵(如150μm)都有較高的除塵效率(94％以上),但是對微細粉塵(1μm),效率就有明顯的差別,例如慣性除塵器的效率僅為3％,高效旋風除塵器的效率也不過27％.質量法濃度法式中，gdi、gdo、gdc

分別為除塵器進口、出口和所捕獲的粒徑為d的粉塵質量百分數,％；Qi、Qo分別為除塵器進口和出口處風量，m3/h;Ci、Co分別為從除塵器進口和出口流入空氣中的含塵濃度，kg/m3；Gi、Gc分別為單位時間內除塵器進口和被捕塵器捕集的粉塵的質量，kg/h。4.1除塵技術基礎類別除塵原理特點常見類型優點缺點機械除塵器質量力（重力、慣性力、離心力）結構簡單

成本低廉

運維方便除塵效率不高重力沉降室

慣性分離器

旋風除塵器過濾式除塵器慣性碰撞、截留作用除塵效率較高煙氣流動阻力大

能耗高顆粒層過濾器

袋式過濾器電除塵器靜電分離除塵效率高

流動阻力小

能耗低鋼材消耗大

投資高干法清灰

濕法清灰濕式除塵器凝聚作用除塵效率高

（尤其是細小顆粒物）所產生污水易造成二次污染噴霧洗滌器

旋風水膜除塵器

文丘里洗滌器

以上是按除塵器的主要除塵機理進行分類，但在實際的除塵器中，為了提高除塵效率，往往采用多種除塵機理。

除塵器的類別8.4吸收設備在氣體凈化中，吸收裝置一般有三種：填料塔板式塔湍球塔酸霧吸收塔填料塔填料塔塔內填料的作用：

提供足夠大的傳質面積，使氣液兩相充分接觸，同時又不能造成過大的阻力。填料是填料塔的核心，直接關系到操作性能的好壞。優點：結構簡單，氣液接觸好，壓力損失小。缺點：當廢氣中含有懸浮物時，易堵塞，檢修費用較高。8.4吸收設備8.4吸收設備填料的基本要求：1、較大的比表面積，良好的濕潤性能；2、較大的空隙率，較小的阻力，較寬的操作范圍；3、足夠的機械強度，重量輕，耐腐蝕；4、成本低廉，來源廣泛。個體填料：拉西環、鮑爾環、階梯環、矩形環、鞍環等。組合填料：波紋環、整砌環等。散堆填料聚丙烯階梯環拉西環塑料鮑爾環金屬鮑爾環個體填料8.4吸收設備規整填料陶瓷波紋填料斜管蜂窩填料整砌填料斜管填料組合填料8.4吸收設備立體彈性填料分子篩特別填料8.4吸收設備塔壁效應、“干填料現象”1、液體噴淋密度在10m3/cm2以上，要求盡量噴淋均勻；2、塔徑/填料尺寸之比大于8；3、分段時，每段高度在3～5米以下，或根據手冊推薦來選擇（填料不同）；4、填料塔空塔氣速范圍：0.3～1.5m/s；5、壓力損失范圍：0.15～0.60kPa/m；6、液氣比范圍：0.5～2.0kg/kg。8.4吸收設備8.4吸收設備湍球塔濕流體填料廢氣吸收液凈氣污水填料小球的基本要求：質輕，耐磨損，耐高溫。（聚乙烯、聚丙烯或發泡聚苯乙烯等塑料制成）優點：氣流速度高，處理能力大，不易堵塞；缺點：小球壽命短，需經常更換，操作費用較大。板式塔廢氣篩板：開孔率：6%～25%空塔氣速：1.0～2.5m/s氣體通過篩板氣速：4.5～12.8m/s液體流量：1.5～3.8m3/(m2.h)壓力損失：每塊板0.8～2.0kPa優點：處理能力大，壓降小，造價低；缺點：操作條件要求高，負荷范圍窄，小孔易堵塞。吸收液凈氣污水8.4吸收設備塔型選擇原則：物料系統易起泡沫，宜用填料塔；有懸浮物殘渣的物料或易結垢的物料，易用板式塔中大孔徑篩板塔，泡罩塔；高粘性物料，易用填料塔；腐蝕性物料，易用板式塔中的結構簡單的無溢流篩板塔；對于處理過程是放熱的，宜用板式塔。1、根據物性：8.4吸收設備8.4吸收設備吸收劑選擇原則：1、對污染物具有良好的選擇性吸收能力；2、在吸收污染物后形成的富液應成為副產品或無污染液體，或更易處理和再利用的物質；3、吸收劑的蒸汽壓要低，不起泡，熱化學穩定性好，粘度低，腐蝕性小；4、價廉易得。8.4吸收設備吸收工藝配置1、煙氣除塵；（預洗滌裝置－洗滌塔、文丘里洗滌器）2、煙氣預冷卻；（換熱器降溫、煙道直接增濕降溫、預洗滌器除塵增濕降溫）3、解決結垢和堵塞問題；（嚴格除塵、控制水分的蒸發量、控制PH值、控制液相中易于結晶的組分不要過飽和等；流動床洗滌器；材料選擇）4、除霧；（10～60nm；水分及氣態污染物鹽液滴）5、氣體再加熱。（溫度過低－“白煙”，煙氣抬升不夠；循環或尾部燃燒爐）吸收法凈化氣體污染物8.2吸收塔的計算8.3化學吸收8.5吸收氣體污染物的工藝配置內容簡介內容提要內容簡介8.6吸收法煙氣脫硫的應用8.1吸收法基本原理8.4吸收設備本章學習目標了解吸收法凈化煙氣的設備熟悉吸收法凈化煙氣的基本工藝熟悉化學吸收法凈化煙氣的控制要素掌握吸收法凈化煙氣的原理掌握吸收塔法凈化煙氣的設計方法內容簡介內容簡介8.1吸收法基本原理8.1.1吸收法概述吸收法的定義：用液體處理氣態污染物，使氣態物質以擴散的方式通過氣液兩相界面而溶于液體的過程。吸收法的相關概念：所用溶液叫吸收劑

被溶解的組分稱為吸收質、溶質不能溶解的組分稱為惰性氣體吸收法的優缺點優點：效率高、設備簡單、一次投資費用相對較低缺點：需要對吸收后的液體進行處理、設備易受腐蝕吸收法的相關應用分離、凈化氣體混合物最重要的方法之一廣泛應用于凈化SO2、NOX、HF、HCl等廢氣8.1吸收法基本原理吸收法的類別物理吸收：利用氣體混合物在所選擇的溶劑中溶解度的差異而使其分離的吸收過程吸收過程不發生化學反應，吸收質溶于吸收劑吸收所能達到的限度取決于吸收條件下的氣液平衡關系，即氣體在液體中的平衡濃度吸收速率取決于氣體從氣相進入液相的擴散速度化學吸收：伴有顯著化學反應的吸收過程。該法使吸收過程推動力增大，阻力減少，吸收效率提高，可處理低濃度氣態污染物吸收限度取決于氣液平衡和氣體與液相反應的平衡吸收速率取決于氣體從氣相進入液相的擴散速度和氣體同液相的化學反應速度化學吸收的第一步是物理吸收針對實際工程問題常具有廢氣量大、污染物濃度低、氣體成分復雜和排放標準要求高等特點，大多采用化學吸收法。8.1吸收法基本原理8.1.2氣液平衡-亨利定律氣體在液體中的溶解度在一定溫度和壓強條件下，氣體和溶液接觸一段時間后，達到平衡，此時吸收速度和解析速度相等，此時氣體在在溶液面上的分壓Pe與該氣體在溶液中的濃度C存在一定函數關系吸收劑吸收質吸收解吸達到平衡時，氣體分壓和濃度C之間的關系曲線，稱為溶解度曲線8.1吸收法基本原理亨利定律表達式在較低的壓力和濃度范圍內，溶質在液面上的分壓和溶質在溶液中的摩爾分數之間呈線性關系H=亨利系數X=溶質在溶液中的摩爾分數對于不同的氣體，為了達到相同溶解度，需要的分壓不同，越難溶解的氣體需要的分壓越大，斜率H越大亨利定律三種表達式當溶液的組成改為單位體積溶液中含有溶質的摩爾數C表示時，則亨利定律表示為h=溶解度系數溶液的組成用摩爾分數x表示，溶質在液體表面的分壓也換成摩爾分數ye表示，則亨利定律表示為m=相平衡常數8.1吸收法基本原理用X表示溶液中溶質和吸收劑的摩爾比，用Y表示氣體中溶質與惰性氣體的摩爾比，則8.1吸收法基本原理8.1吸收法基本原理平衡方程式在吸收操作上的應用判斷傳質方向

對于混合氣體中某組分的摩爾分數為y，而在溶液中該組分的摩爾分數為x1,當兩者混合時，首先確定該溫度和壓強條件下的m值，由求出與x1相平衡的y1，即y1=mx1 1)當y>y1時，則該組分由氣相傳遞到液相（吸收） 2)當y<y1時，則該組分由液相傳遞到氣相（解吸）8.1吸收法基本原理確定經過吸收后廢氣和溶液的極限濃度經過吸收后，廢氣中溶質濃度減小，但存在極限值，廢棄濃度不會低于該極限值經過吸收后，溶液中溶質濃度增加，但不會高于極限值8.1.3化學吸收平衡定義：氣態污染物的總凈化量由液相物理吸收量和化學反應消耗量兩部分組成:其中[A]物理平衡可采用前面介紹的亨利定律近似計算，而[A]化學消耗可根據化學平衡進行計算。由于吸收組分既遵從相平衡關系又遵從化學平衡的關系，式中[A]就是[A]物理平衡，在已知化學平衡常數K及反應前后反應物B的濃度變化的情況下可求出生成物M、N的濃度，再由化學反應式可求出[A]化學消耗及[A]凈化。8.1吸收法基本原理8.1.4吸收過程-雙膜理論定義：吸收過程是溶質從氣流當中傳遞到液體當中，是氣液兩相之間的物質傳遞，稱為對流傳質雙膜理論可以揭示對流傳質過程8.1吸收法基本原理雙膜理論模型相關理論雙膜理論（滯留膜理論）溶質滲透理論表面更新新理論8.1吸收法基本原理雙膜理論的假設條件氣液兩相接觸面附近分別存在著不發生對流作用的氣膜和液膜，溶質必須以分子擴散的方式連續通過這兩個薄膜膜的厚度與氣液相流速有關，流速越大，膜越薄界面上氣液兩相呈平衡狀態，兩相界面上無擴散阻力兩相主體中溶質的分壓/濃度均勻不變，僅在氣液薄膜中濃度發生變化8.1吸收法基本原理傳質過程被吸收組分從氣相主體通過氣膜邊界向氣膜移動；被吸收組分從氣膜向相界面移動；被吸收組分在相界面處溶入液相；溶入液相的被吸收組分從氣液相界面向液膜移動；溶入液相的被吸收組分從液膜向液相主體移動。雙膜理論模型再繼續傳質的條件---平衡的破壞：1）氣相中可溶組分分壓的增加2）液相中該組分濃度的降低傳質的推動力是可溶氣體在氣相主體和氣膜中的分壓差p-pi和可溶氣體在液膜和液相主體中的濃度差Ci-C傳質的阻力來自雙膜，膜越厚，阻力越大。膜的厚度與氣液相流速有關8.1吸收法基本原理8.1.5吸收速率方程吸收速率方程的推導氣膜中的擴散速率液膜中的擴散速率NA-----單位面積上的擴散速率kG,kL---組分在氣膜和液膜中的傳質分系數CCi---

液相主體及液面上的組分濃度kmol/m3DGDL---組分在氣相和液相中的擴散系數m2/sZFZL----氣膜和液膜的厚度R----通用氣體常數T----熱力學溫度P總

----混合氣體總壓pBm----惰性氣體在氣膜中的分壓DL還與溶質的濃度相關8.1吸收法基本原理假設氣液界面上無擴散阻力，則溶質在氣膜中的擴散速率和在液膜中的擴散速率相等由氣體吸收服從亨利定律，可得Pe---與液相主體中組分濃度C成平衡的組分在氣相主體中分壓Ce---與氣相主體的的組分分壓p成平衡的溶液濃度作用是消去Pi、Ci，這樣就不用糾結界面上的氣體壓力和液體濃度狀況8.1吸收法基本原理兩個吸收速率方程表達式吸收傳質速率方程一般表達式：傳質速率=傳質推動力×傳質系數或傳質速率=傳質推動力/傳質阻力，顯然：傳質系數=1/傳質阻力KG---以氣相分壓差表示的氣相傳質總系數KL---以液相濃度差表示的液相傳質總系數影響吸收速率的因素由傳質速率方程，可知在t時間內，通過界面F的溶質的量G可表示為影響因素：總傳質系數K越大越好，溫度低，K值大；流速高，膜薄，K值大傳質界面F越大越好，與液滴直徑有關接觸時間t越長越好，取決于吸收塔尺寸和氣流速度傳質推動力越大越好，氣體中可吸收組分的分壓越大，推動力越大；吸收液中組分的濃度越低，推動力越大8.1吸收法基本原理8.1吸收法基本原理以摩爾分數表示吸收速率方程當氣液兩相的組成都用摩爾分數來表示時，以x表示液相中溶質的摩爾分數，y表示氣相中溶質的摩爾分數，則吸收速率方程變為：式中：ky,kx---溶質在氣膜和液膜中的傳質分系數Ky---以摩爾分數差表示的氣相傳質總系數Kx---以摩爾分數差表示的液相傳質總系數8.1吸收法基本原理吸收控制步驟因為傳質阻力為傳質系數的倒數其中：1/Ky為總阻力；1/ky為在氣相中的傳質阻力；1/kx為在液相中的傳質阻力。同理，針對液相的，同樣如此。顯然：在總阻力中，每一項的阻力所占的分數，不僅取決于kx和ky值，而且還取決于相平衡常數平均值m。8.1吸收法基本原理現分三種情況進行討論吸收控制步驟：對于易溶氣體組分溶質在吸收劑中的溶解度很大，從而m很小，m/kx可以忽略。所以1/Ky≈1/ky，即有屬于氣膜傳質過程控制對于難溶氣體組分m很大，有可忽略，則有

屬于液膜傳質過程控制。對于中等溶解度的氣體組分

m值適中時，氣液兩相傳質阻力都不可忽略，受氣液膜傳質過程控制。8.2吸收塔的計算8.2.1吸收過程的物料平衡逆流吸收塔內氣、液流率和組成的變化G、L—分別表示單位時間通過塔任一截面單位面積的混合氣體和吸收液的流量，Kmol/(m2·s)；Y、Y1、Y2—分別表示在塔的任意截面、塔底和塔頂的氣相組成，（Kmol吸收質/Kmol惰性氣體）；X、X1、X2—分別表示在塔的任意截面、塔底和塔頂的液相組成，（Kmol吸收質/Kmol吸收劑）。x、y—分別表示任一截面上吸收液和混合氣體中溶質的摩爾分數8.2吸收塔的計算對全塔進行物料衡算就任意截面與塔頂間進行物料衡算有：或

此式即為吸收操作線方程式。吸收操作線斜率L/G稱為吸收操作的液氣比,物理含義為處理單位惰性氣體所消耗的純吸收劑的量8.2吸收塔的計算吸收操作線和推動力圖示8.2吸收塔的計算操作線方程式的作用

說明塔內氣液濃度變化情況，更重要的是通過氣液情況與平衡關系的對比，確定吸收推動力,進行吸收速率計算,并可確定吸收劑的最小用量,計算出吸收劑的操作用量。操作線與平衡線間的關系，要掌握以下三個方面：(1)在Y—X圖上，吸收操作線必須處于平衡線之上；(2)操作線與平衡線之間的距離反映了吸收推動力的大小

操作線上任一點代表某截面上氣、液組成（Y,X），該點到平衡線的垂直距離（Y-Y*）和水平距離（X*-X）分別代表該截面上的吸收推動力。(3)平衡線與操作線不能相交或相切8.2.2最小（最佳）氣液比的確定在吸收塔設計中要處理的廢氣流量、進出塔氣體溶質濃度（即G、Y1、Y2）均由設計任務而定吸收劑的種類和進塔濃度X2由設計者決定只有吸收劑用量L及出塔溶液中吸收質濃度X1是待計算的。根據物料衡算，L與X1之中只有一個是獨立的未知量，通常在計算中先確定L值，則X1便隨之而定了。由于G屬已知條件，因而可通過確定操作線斜率L/G（液氣比）來確定L。8.2吸收塔的計算8.2吸收塔的計算由Y=Y1作水平線與平衡線相交，交點的橫坐標即為X1*，由全塔的物料平衡計算可得：8.2吸收塔的計算E.G.

一逆流操作的填料塔中，用清水吸收混合氣中的氨。混合氣流率為300Kmol/m2·h，某氨含量y1=5%，出塔凈化器含量y2=0.1%(均為摩爾分率)。操作條件下氣液平衡關系服從亨利定律，y=1.2x，實際液氣比為最小液氣比的2倍,試計算清水用量和出塔氨水濃度x1。解：屬于低濃度氣體吸收,且氣液平衡關系服從亨利定律,則最小液氣比：清水用量：出塔氨水濃度：實際設計中氣液比的確定必須滿足下列三個原則：操作液氣比必須大于最小液氣比；就填料塔而言操作液體的噴淋密度（即每平方米的塔截面上每小時的噴淋量，m3/m2·h）應大于為充分潤濕填料所必需的最小噴淋密度，一般為3-4m3/m2·h，此時設備的阻力較小。操作氣液比的選定應盡可能從設備投資和操作費用兩方面權衡考慮，以達到最經濟的要求。這是因為：設備投資和操作費用間矛盾。①L↑，L/G↑，(Y-Y*)（或（X*-X））↑,有利于吸收的操作，設備的尺寸和投資↓；②L↑，動力消耗↑，X1↓，對需回收吸收劑的操作來說，增加了溶液再生的困難，操作費用↑。首先要求Lmin，然后確定吸收劑操作用量L，在選用一個合適的L/G，根據實際經驗，取：L=(1.1-2.0)Lmin。8.2吸收塔的計算8.2吸收塔的計算8.2.3填料塔塔徑和阻力的計算泛點：在給液量保持不變，在逆流情況下，氣體的流速達到一定值時，此時液體停止下降，且隨同上逸的氣體被吹出塔外，此時氣體的流速稱為“泛點”液泛氣速：是填料塔正常操作氣速的上限。當空氣氣速超過液泛氣速時,填料塔持液量迅速增加,壓降急劇上升，氣體夾帶液沫嚴重，填料塔的正常操作被破壞。影響壓降和液泛氣速的因素主要有填料的特性、氣體和液體的流量及物理性質等。8.2吸收塔的計算填料塔泛點和壓降的通用關聯圖8.2吸收塔的計算填料塔塔徑的計算D取決于處理的氣體量Q和適宜的空塔氣速u0，即：

D—塔徑,m；Q—處理氣量,m3/s；u0—空塔氣速,m/sQ一定時，若u0↘，D↗，則動力消耗少，但設備投資高；若u0↗，D↘，則動力消耗大，但設備投資少。

u0取值，根據生產經驗：①由ut確定，u0=0.5-0.80ut，其中ut為液泛速率。②有關手冊中查得。需注意：由上式算出的塔徑應進行圓整，8.2吸收塔的計算填料層高度的計算現討論有化學反應的氣液逆流接觸型吸收塔的計算，吸收塔內的濃度變化G,Y1L,X1dhY+dYYXX+dXG,Y2L,X2h吸收塔內濃度變化8.2吸收塔的計算h=HOG·NOGh=HOL·NOLHOG查表9-2NOG如何求解？？？（1）對數平均推動力法NOG=Y1--Y2(△Y)lmh=G(Y1--Y2)KYa(Y-Ye)lmh=L(X1--X2)KXa(Xe-X)lm同理（2）吸收因數法8.2吸收塔的計算8.3化學吸收8.3.1概述化學吸收的五個步驟溶質A從氣流主體通過氣膜到達界面的擴散溶質A在液膜中的擴散；溶劑中組分B液膜中的擴散；組分A和B在反應區的化學反應；反應產物從反應區到液相主體的擴散。控制步驟控制

動力學控制

擴散控制

液膜控制

氣膜控制

8.3化學吸收8.3.2化學反應對吸收的影響溶質進入溶劑后因化學反應而消耗，單位體積溶劑能容納的溶質量增多，表現在平衡關系上為溶液的平衡分壓降低，從而使吸收推動力增加。如果反應進行的很快，使氣體剛進入氣液相界面就被消耗殆盡，則溶質在液膜中的擴散阻力大大降低，甚至為零，導致總吸收系數增大，吸收速率提高。填料表面有一部分液體停滯不動或流動很慢，在物理吸收中這部分液體往往被溶質飽和不能再進行吸收，但在化學吸收中，則要吸收多得多的溶質才能達到飽和。8.3化學吸收兩分子反應中相界面附近液相內A與B的濃度分布伴有化學反應的吸收速率1、氣膜傳質仍可按與物理吸收的模式計算；2、在氣液相界面上，組分A仍處于平衡狀態，可用亨利定律來描述；3、在液膜中，組分A的吸收不同于物理吸收，它一面進行物理擴散，一面進行化學反應，若在液膜中未反應完，還要進一步轉移到液相主體中繼續進行。伴有化學反應，組分A濃度降低加快，吸收速率大大提高。8.3化學吸收8.3化學吸收伴有化學反應的吸收速率的表達方式：物理吸收速率：化學吸收速率：8.3化學吸收極快速不可逆反應－－－－①A>B氣相主體氣膜液相主體液膜相界面反應面P/C8.3化學吸收極快速不可逆反應－－－－②A=B氣相主體氣膜液相主體液膜相界面反應面P/C8.3化學吸收極快速不可逆反應－－－－③A<B氣相主體氣膜液相主體液膜相界面反應面P/C8.5.1吸收劑選擇對污染物具有良好的選擇性吸收能力:要求對SO2具有較高的吸收能力，以提高吸收速率，減少吸收劑的用量，減少設備體積和降低能耗選擇性能好:要求對SO2具有良好的選擇性能，對其他組分不吸收或吸收能力很低，確保對SO2具有較高的吸收能力。揮發性低，無毒，不易燃燒，化學穩定性好，凝固點低，不發泡，易再生，粘度小，比熱小。不腐蝕或腐蝕小，以減少設備投資及維護費用。來源豐富，容易得到，價格便宜。便于處理及操作，不易產生二次污染。8.5吸收氣體污染物的工藝配置吸收劑選擇原則：常見氣態污染物與適宜的吸收劑污染物適宜的吸收劑污染物適宜的吸收劑氯化氫水、氫氧化鈣氨水、硫酸、硝酸氟化氫水、碳酸鈉苯酚氫氧化鈉二氧化硫氫氧化鈉、亞硫酸鈉、氫氧化鈣有機酸氫氧化鈉硫化氫二乙醇胺、氨水、碳酸鈉硫醇次氯酸鈉氯氣氫氧化鈉、亞硫酸鈉8.5吸收氣體污染物的工藝配置8.5吸收氣體污染物的工藝配置8.5.2吸收工藝配置煙氣除塵（預洗滌裝置－洗滌塔、文丘里洗滌器）煙氣預冷卻（換熱器降溫、煙道直接增濕降溫、預洗滌器除塵增濕降溫）解決結垢和堵塞問題（嚴格除塵、控制水分的蒸發量、控制PH值、控制液相中易于結晶的組分不要過飽和等；流動床洗滌器；材料選擇）除霧（10-60nm；水分及氣態污染物鹽液滴）氣體再加熱（溫度過低－“白煙”，煙氣抬升不夠；循環或尾部燃燒爐）8.5吸收氣體污染物的工藝配置除塵有時采取在吸收塔前增設預洗滌塔，采取將吸收置于預洗滌塔之上，兩塔合為一體，下段為預洗段，上段為吸收段；有時采用文丘里類型的洗滌器，既除塵，又吸收氣態污染物。煙氣的預冷卻冷卻煙氣的方法有：直接增濕冷卻，即采用水直接噴入煙氣管道中增濕降溫用預洗滌塔(或預洗滌段)除塵增濕降溫煙溫過高，不利于吸收操作過程；煙溫過低，將帶來熱交換器面積、冷卻負荷太大等問題。一般只將高溫煙氣冷卻到333K左右較為適宜。8.5吸收氣體污染物的工藝配置結垢和堵塞弄清結垢的機理、影響結垢和造成堵塞的因素，然后有針對性地從工藝設計、設備結構、操作控制等方面著手解決。工藝操作上，控制溶液或料漿中水分的蒸發量，控制溶液pH，控制溶液中易于結晶物質不要過飽和，嚴格除塵，控制進入吸收系統的塵量。設備結構上設計或選擇不易結垢和堵塞的吸收器。8.5吸收氣體污染物的工藝配置除霧在吸收塔內易存在生成“霧”的問題，霧不僅是水分，它還是一種溶有氣態污染物的鹽溶液。任何漏到煙囪部分的霧，實際上就是把污染物排入到大氣，霧氣中所含液滴的直徑主要在10-60μm之間，一般小于10μm的液滴不會產生，因而工藝上要對吸收設備提出除霧的要求。8.5吸收氣體污染物的工藝配置氣體再加熱在處理高溫煙氣的濕式凈化中，煙氣在洗滌中被冷卻增濕，如果排入大氣后，在一定的氣象條件下，將發生“白煙”。白煙沒有充分稀釋之前如果回到地面，容易出現較高濃度的污染。防止白煙發生的措施：吸收凈化后的煙氣與一部分未凈化的高溫煙氣混合，以降低混合氣的濕度和升高混合氣的溫度。設置尾部燃燒爐，在爐內燃燒天然氣或重油，產生1273-1373K的高溫燃燒氣，再與凈化氣混合。部分吸收過程的膜控制情況氣膜控制液膜控制氣、液膜控制1.水或氨水吸收氨2.濃硫酸吸收三氧化硫3.水或稀鹽酸吸收氯化氫4.酸吸收5%氨5.堿或氨水吸收二氧化硫6.氫氧化鈉溶液吸收硫化氫7.液體的蒸發或冷凝1.水或弱堿吸收二氧化碳2.水吸收氧氣

3.水吸收氯氣1.水吸收二氧化碳2.水吸收丙酮3.濃硫酸吸收二氧化氮4.堿吸收硫化氫8.5吸收氣體污染物的工藝配置8.6吸收凈化法的應用8.6.1概述中國酸雨趨勢不容樂觀根據世界衛生組織對60個國家10-15年的監測發現，全球污染最嚴重的10個城市中我國就占了8個，我國城市大氣中二氧化硫和總懸浮微粒的濃度是世界上最高的。大氣環境符合國家一級標準的不到1%，62%的城市大氣中二氧化硫年日平均濃度超過了3級標準（100mg/m3）。全國酸雨面積已占國土資源的30%，每年因酸雨和二氧化硫污染造成的損失高達1100億元。8.6吸收凈化法的應用1997年下半年，世界銀行環境經濟專家的一份報告指出：中國環境污染的規模居世界首位，大城市的環境污染狀況在目前是世界上最嚴重的，全球大氣污染最嚴重的20個城市中有10個在中國。大氣中的二氧化硫和氮氧化物與降水溶合成酸雨，現在中國是僅次于歐洲和北美的第三大酸雨區。大氣污染嚴重破壞生態環境和嚴重危害人體呼吸系統，危害心血管健康，加大癌癥發病率，甚至影響人類基因造成遺傳疾病。我國政府對二氧化硫和酸雨污染的控制及管理措施1990年12月，國務院環委會第19次會議通過了《關于控制酸雨發展的意見》1992年國務院批準在貴州、長沙等九大城市開展征收工業燒煤二氧化硫排污費和酸雨結合防治試點工作1995年8月，全國人大常委會通過了新修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》，規定在全國劃定酸雨控制區和二氧化硫控制區，并在“兩控區”內強化對二氧化硫和酸雨的污染控制1998年1月，國務院正式批準《酸雨控制區和二氧化硫控制區劃分方案》。為了實現兩控區的控制目標，國務院文件還具體規定：新建、改造燒煤含硫量大于1%的電廠，必須建設脫硫的設施。現有燒煤含硫量大于1%的電廠，要在2010年前分期分批建成脫硫設施或采取其他相應結果的減排SO2的措施。8.6吸收凈化法的應用8.6吸收凈化法的應用8.6.2吸收法在煙氣脫硫中的應用石灰石/石灰-石膏法煙氣脫硫最早實現工業化應用目前實用業績最多的單項技術優點：技術成熟、運行狀況穩定、原材料石灰石分布極廣、成本低廉在世界上應用煙氣脫硫裝置最多的美、德、日三國中，石灰石/石灰-石膏法裝置分別占80%、90%、75%以上。反應原理吸收氧化8.6吸收凈化法的應用石灰（石灰石）-石膏法的工藝流程煙氣在冷卻塔內用水洗滌降低溫度并增濕，同時除去大部分的煙塵。冷卻后的煙氣進入兩級串聯的吸收塔用石灰漿液洗滌脫硫，然后經過除沫、升溫由煙囪排放。吸收后的含亞硫酸鈣和硫酸鈣的混合漿液經過氧化，得到的石膏漿料經離心過濾和洗滌得成品石膏。8.6吸收凈化法的應用石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程簡圖

1-鍋爐；2-電除塵器；3-待凈化煙氣；4-凈化煙氣；5-氣-氣換熱器；6-吸收塔；7-持液槽；8-除霧器；9-氧化用空氣；10-工藝過程用水；11-粉狀石灰石；12-工藝過程用水；13-粉狀石灰石貯倉；14-石灰石中和劑貯箱；15-水力漩流分離器；16-皮帶過濾機；17-中間貯箱；18-溢流貯箱；19-維修用塔槽貯箱；20-石膏貯倉；21-溢流廢水；22-石膏8.6吸收凈化法的應用石灰石-石膏煙氣脫硫系統系統組成：石灰石制備系統、吸收塔、煙氣再熱系統、脫硫風機、石膏脫水裝置、石膏貯存裝置、廢水處理系統

吸收劑：石灰石儲藏量豐富，便宜，是最常用的吸收劑。一般要求石灰石粉90％通過325目篩(44μm)或250目篩(63μm)，并且CaCO3含量大于90％。吸收塔：系統的核心裝置，要求氣液接觸面積大，氣體的吸收反應良好，壓力損失小，并且適用于大容量煙氣處理。煙氣再加熱：煙氣經過濕法FGD系統洗滌后，溫度降至50～60℃，已低于露點，為了增加煙囪排出煙氣的擴散能力，減少可見煙團的出現，許多國家規定了煙囪出口的最低排煙溫度。8.6吸收凈化法的應用8.6吸收凈化法的應用煙氣脫硫吸收塔類型

（a）噴霧塔；（b）填料塔；（c）氣泡噴射反應器；（d）雙回路塔噴淋塔填料塔濕法煙氣脫硫8.6吸收凈化法的應用8.6吸收凈化法的應用海水煙氣脫硫工藝利用海水的天然堿度來脫除煙氣中SO2的一種濕法煙氣脫硫法。該技術基本不產生廢棄物，具有技術成熟、工藝簡單、系統運行可靠、脫硫效率高和投資運行費用低等特點。煙氣中的SO2與海水接觸主要發生以下反應：H+與海水中的碳酸鹽發生以下反應：8.6吸收凈化法的應用Flakt-Hydro海水脫硫工藝流程示意圖

1-煙囪；2-BUF風機；3-吸收塔；4-泵；

5-氧化空氣吹入裝置6-氧化反應槽；7-中和反應槽主要由煙氣系統、供排海水系統、海水恢復系統等組成。8.6吸收凈化法的應用從鍋爐排出的煙氣經除塵器除塵后，通過GGH冷卻降溫，以提高吸收塔內的SO2吸收效率，并防止塔的內體受到熱破壞，塔的內體最大限度地采用較便宜的防腐材料和輕質填料。冷卻后的煙氣從塔底送入吸收塔，在吸收塔中與由塔頂均勻噴灑的純海水(利用電廠循環冷卻水)逆向充分接觸混合，海水將煙氣中SO2吸收生成亞硫酸根離子。凈化后的煙氣，通過GGH升溫后，經高煙囪排入大氣8.6吸收凈化法的應用吸收SO2后的海水進入曝氣池，在曝氣池注入大量的海水和空氣．將SO2氧化成硫酸根離子，至其水質恢復后又流入大海。經脫硫而流回海洋的海水，其硫酸鹽成分只稍微提高，當離開排放口一定距離后，這種濃度的差異就會消失。氨法煙氣脫硫氨是一種良好的堿性吸收劑，其堿性強于鈣基吸收劑。用氨吸收煙氣中的SO2是氣液或氣氣相反應，反應速率快，吸收劑利用率高，吸收設備體積可大大減小。另外，其脫硫副產品硫酸銨在某些地區可作為農用肥料。該法脫硫效率高，對煙氣條件變化適應性強，整個系統不產生廢水或廢渣，能耗低，對安全運行有高可靠性和適用性，因而其應用呈上升趨勢。8.6吸收凈化法的應用氨法煙氣脫硫工藝主要由吸收過程和結晶過程組成。在吸收塔中，煙氣與氨水吸收劑逆向接觸，SO2與氨反應生成亞硫酸銨和硫酸氫銨：在吸收塔底槽，亞硫酸銨被充入的強制氧化空氣氧化為硫酸銨：8.6吸收凈化法的應用8.6吸收凈化法的應用氨法煙氣脫硫工藝流程圖

1-煙囪；2-BUF風機；3-吸收塔；4-噴射器；5-脫水機；

6-干燥機；7-過濾器；8-硫酸銨結晶器噴霧干燥法脫硫噴霧干燥脫硫是20世紀70年代中期在美國和歐洲發展起來的。該技術在美國的燃煤電站上得到商業應用始于1980年，如今在FGD市場中列第二位。在燃低、中硫煤的地區，有逐漸取代濕法煙氣脫硫的趨勢8.6吸收凈化法的應用8.6吸收凈化法的應用化學過程當霧化的石灰漿液在吸收塔中與煙氣接觸后，漿液中的水分開始蒸發，煙氣降溫并增濕，在石灰消化槽中產生的Ca(OH)2與SO2反應生成干粉產物。生石灰制漿SO2被液滴吸收：吸收劑與SO2反應：液滴中CaSO3過飽和沉淀析出：8.6吸收凈化法的應用被溶于液滴中的氧氣所氧化生成硫酸鈣：CaSO4難溶于水，便會迅速沉淀析出固態在噴霧干燥工藝中，煙氣中的其它酸性氣體SO3、HCl等也會同時與Ca(OH)2反應，而且SO3和HCl的脫除率高達95％，遠大于濕法脫硫工藝中SO3和HCl的脫除率。8.6吸收凈化法的應用工藝流程噴霧干燥煙氣脫硫工藝是利用噴霧干燥的原理，在吸收劑噴入吸收塔后，一方面吸收劑與煙氣中的SO2發生化學反應，生成固體產物；另一方面煙氣將熱量傳遞給吸收劑，使之不斷干燥，在塔內脫硫反應后形成的產物為干粉，其部分在塔內分離，由錐體出口排出，另一部分隨脫硫后煙氣進入電除塵器收集。8.6吸收凈化法的應用

工藝過程：

（1）吸收劑制備

（2）吸收劑漿液霧化

（3）霧粒與煙氣的接

觸混合

（4）液滴蒸發與SO2吸

收

（5）灰渣排出

（6）灰渣再循環噴霧干燥煙氣脫硫工藝流程圖

8.6吸收凈化法的應用8.6.2吸收法凈化含氮氧化物廢氣水吸收法水不僅不能吸收NO，在水吸收NO2時還將放出部分NO，因而常壓下水吸收法效率不高，特別不適用于燃燒廢氣脫硝，因為燃燒廢氣中NO占總NOx的95％。8.6吸收凈化法的應用8.6.3吸收法凈化含氮氧化物廢氣稀硝酸吸收法由于NO在稀硝酸中的溶解度比在水中大得多，故可用硝酸吸收NOx廢氣。

一氧化氮在硝酸水溶液中的溶解度硝酸濃度/%00.51.0246126599溶解度/(m3N?m-3）0.0410.71.01.482.163.194.209.2212.58.6吸收凈化法的應用采用的吸收液為15%-20%的硝酸該過程為物理吸收，當空塔速率小于0.2m/s，凈化效率可達67％-87％。用漂白硝酸吸收凈化NOx工藝流程1-硝酸吸收塔；2-尾氣吸收塔；3-加熱器；4-冷卻器5-漂白塔；6-尾氣預熱器；7-尾氣透平機

8.6吸收凈化法的應用8.6.4吸收法凈化含氟廢氣含氟廢氣通常是指含有HF和SiF4的廢氣。主要來源于冶金工業的鋁電解和煉鋼過程及化學工業的黃磷、磷肥等生產過程。工藝原理：用Na2CO3吸收廢氣中的氟化物，可以得到氟化鈉，然后與新生態氫氧化鋁反應生成冰晶石吸收：生成冰晶石：8.6吸收凈化法的應用工藝流程：用Na2CO3或NH3來吸收廢氣中的氟化物，不僅可以凈化鋁廠含氟廢氣，而且可以用于磷肥廠含SiF4的廢氣治理堿法吸收凈化含氟廢氣工藝流程8.6吸收凈化法的應用含氟煙氣（主要是HF），經除塵后進入吸收塔，在塔內Na2CO3與HF發生反應，吸收塔出來的凈化氣，經氣水分離器分離水分后排放。吸收液進入循環槽，在吸收過程放出的CO2的酸化作用下與NaAlO2制備槽來的NaAlO2發生合成冰晶石的反應；合成的冰晶石經沉降結晶、過濾、干燥即得成品冰晶石。此合成冰晶石Na3AlF6的反應是在吸收塔內循環過程中完成的，故稱為塔內合成法。制作時間：2020.04感謝觀看1388吸收法凈化氣體污染物8吸收法凈化氣體污染物目標掌握吸收法凈化煙氣的原理。掌握吸收塔法凈化煙氣的設計方法。重點亨利定律。吸收塔的計算。1398.1吸收法基本原理（1）吸收利用吸收劑將混合氣體中的一種或多種組分有選擇地吸收分離的過程稱作吸收。8吸收法凈化氣體污染物（2）吸收劑具有吸收作用的物質稱為吸收劑。（3）吸收質被吸收的組分稱為吸收質。1408吸收法凈化氣體污染物（4）吸收液吸收操作得到的液體稱為吸收液。（5）吸收尾氣剩余的氣體稱為吸收尾氣。（6）吸收原理吸收法凈化氣體污染物是利用混合氣體中各成分在吸收劑中的溶解度不同，或與吸收劑中的組分發生選擇性化學反應，從而將有害組分從氣流中分離出來。1418吸收法凈化氣體污染物氣液平衡——亨利定律吸收進行時，吸收解吸同時進行，經過一段時間，氣液兩相達到動態平衡。此時氣相中吸收質的分壓稱為平衡分壓，液相中所溶解的吸收質濃度稱為平衡濃度，簡稱溶解度。C=Hp式中C—吸收液中某種組分的濃度，g/100g；H—亨利常數；p—氣體中該組分的分壓力，Pa。1428吸收法凈化氣體污染物吸收過程——雙膜理論“雙膜理論”假定在氣液兩相接觸面（界面）附近，分別存在著不發生對流作用的氣膜和液膜，被吸收組分必須以分子擴散方式連續通過此兩薄膜，因此傳質速率主要決定于分子擴散。滯留膜的厚度隨各相主體的流速和湍流狀態而變，流速越大，膜厚度越薄。在界面上氣液兩相呈平衡狀態，即液相的界面濃度是和在界面處的氣相組成呈平衡狀態的飽和濃度，亦可理解為在相面上無擴散阻力。在兩相主體中吸收質的濃度均勻不變，僅在薄膜中發生濃度變化，兩相薄膜中的濃度差就等于膜外的氣液兩相的平均濃度差。1438吸收法凈化氣體污染物亨利定律混合氣體中某可溶組分由氣相溶入液相的過程首先是靠分子擴散穿過氣膜到達界面，界面上氣相分子增加，破壞了平衡狀態，于是使一部分分子轉入液相，以達到新的平衡，液相分子再靠擴散，由界面到達液層。如此連續進行，直到氣液兩相完全平衡后，傳質停止，再繼續傳質的條件是氣相分壓增加，或液相中該組分濃度降低。傳質的推動力是分壓差和濃度差，阻力是氣膜和液膜，傳質過程的阻力來自雙膜，膜越厚、阻力越大，這與氣、液相的流速有直接的關系。1448吸收法凈化氣體污染物吸收速率方程在氣膜中的擴散速率

1458吸收法凈化氣體污染物在液膜中的擴散速率

總傳質系數

穩定傳質方程式

1468吸收法凈化氣體污染物傳質通量G

有利于傳質過程進行的因素有：（1）K值愈大愈好。（2）傳質界面愈大愈好。（3）接觸時間t愈長愈好。（4）推動力愈大愈好。

1478吸收法凈化氣體污染物1488吸收法凈化氣體污染物在特定壓力和溫度下，液相和氣相相平衡的各點都在平衡曲線QRSE上，在此曲線上方一點P代表設備中某個位置上未達平衡的氣、液濃度y和x，而在平衡曲線上的一點R，其氣、液界面上的組成為yi和xi，即相當于界面上的平衡，現令與液相組成二相平衡的氣相組成為ye，其值可以根據x在平衡線上的值定出，也就是Q點所顯示的縱坐標值。同理S點的橫坐標值就是與氣相組成y相平衡的液相組成xe。因為壓力與溫度一定時，平