环境工程原理-吸收.ppt

第八章吸收
第一节吸收的基本概念
第二节物理吸收
第三节化学吸收
第四节吸收设备的主要工艺计算
主要内容
第一节吸收的基本概念
一、吸收的定义与应用
二、吸收的类型
主要内容
一、吸收的定义
吸收是利用混合气体各组分在同种液体中溶解度(或化学反应活性)的差异而将气体混合物分离的操作过程。
本质:是混合气体中某些组分在气液相界面上溶解、在气相和液相内由浓度差推动的传质过程。
气相主体
液相主体
相界面
气相扩散
液相扩散
yi
xi
吸收质或溶质:混合气体中的溶解组分,以A表示。
惰性气体或载体:不溶或难溶组分,以B表示。
吸收剂:吸收操作中所用的溶剂,以S表示。
吸收液:吸收操作后的溶液,主要成分为溶剂和溶质。
吸收尾气:吸收后排出气体,主要成分为惰性气体和
少量溶质。
二、吸收的用途
1、制取产品:用吸收剂吸收气体中某些组分而获得产品。如硫酸吸收SO3制浓硫酸(HCl, HNO3?);水吸收甲醛制福尔马林;碳化氨水吸收CO2制碳酸氢氨(硫酸铵?)等。
2、回收有用物质:吸收剂选择性吸收气体中某些组分以达到回收利用目的。如从焦炉气或城市煤气中回收苯;从乙醇催化裂解气中分离丁二烯等。
3、气体净化:一类是原料气净化,即除去混合气体中的杂质,如合成氨原料气脱H2S、脱CO2等;另一类是尾气处理和废气净化以保护环境,如燃煤烟气,冶炼废气等脱除SO2,硝酸尾气脱除NOx等。
吸收分离操作实例:从焦炉气或城市煤气中回收苯
1、按溶质和吸收剂之间是否发生反应:
物理吸收:水净化含SO2锅炉尾气
化学吸收:碱液净化含SO2锅炉尾气
2、按混合气体中被吸收组分数目:
单组分吸收:如用水吸收HCl气体制取盐酸
多组分吸收:碱液吸收烟气(含SO2, NOx, CO2, CO等)
3、按体系温度是否变化:
如果液相温度明显升高——非等温吸收
如果液相温度基本保持不变——等温吸收
三、吸收操作的类型
1、处理量大,成份复杂,同时含有多种气态污染物;
2、吸收组分浓度低;
3、吸收效率和吸收速率要求高;
4、多数情况吸收过程仅是将污染物由气相转入液相, 还需对吸收液进一步处理,以免造成二次污染。
5、多采用化学吸收——如碱液吸收燃烧烟气中低浓度的SO2;
四、吸收净化气态污染物的特点(与化工相比)
(1) 简述吸收的基本原理和过程。
(2) 吸收的主要类型有哪些?
(3) 环境工程领域有哪些吸收过程?
(4) 利用吸收法净化气态污染物的特点有哪些?
本节思考题
第一节吸收的基本概念
一、物理吸收的热力学基础
二、物理吸收的动力学基础
主要内容
第二节物理吸收
掌握亨利定律;相平衡关系与吸收过程的判别;双膜理论;传质速率方程与传质系数。
一、物理吸收的热力学基础
过程发生的方向
过程发生的极限
过程发生的推动力
溶质在气液两相间平衡