1、第九章吸收工藝和設備、吸收法凈化氣體污染物，第一，吸收的定義吸收是使排氣瓦斯氣體與液體緊密接觸，使氣體混合物中的一種或多種成分溶解于液體中，或與液體中的成分進行選擇性化學反應，使物質(zhì)從氣相中分離的操作過程。 排氣瓦斯氣體的吸收凈化利用排氣瓦斯氣體中的1種或2種以上的成分在吸收劑中的溶解度的差異，或者與吸收劑中的成分發(fā)生選擇性的化學反應而分離瓦斯氣體混合物。 2、吸收的分類吸收可以根據(jù)吸收質(zhì)量和吸收劑之間有無化學反應分為物理吸收和化學吸收2類。 (1)物理吸收：在吸收過程中，瓦斯氣體成分是吸收劑中簡單的物理溶解過程，意味著吸收物質(zhì)和吸收劑之間不發(fā)生顯著的化學反應。 像水一樣吸收阿摩尼亞瓦斯氣體。

2、 (2)化學吸收：指在吸收過程中，吸收質(zhì)與吸收劑或液相中的某些活性成分發(fā)生化學反應。 例如，用堿性溶液或拉力賽吸收燃燒煙中的低濃度SO2等。 吸收也可以根據(jù)吸收過程中溫度變化的有無分為等溫吸收和非等溫吸收。 吸收法凈化瓦斯氣體污染物可以近似等溫吸收處理。 3、吸收的基本理論；(1)當吸收平衡在一定的溫度和壓力下與氣液接觸時，混合氣體中的可吸收成分進入液相，液相中的吸收物質(zhì)逃逸到被稱為吸收的云同步中，被稱為解吸。 吸收速度與解吸速度相等時，氣液兩相達到平衡，此時氣相中的吸收質(zhì)的分壓將被稱為平衡壓(p* )的液相中的質(zhì)濃度稱為平衡濃度(c* )。 吸收過程進行的方向和界限取決于氣液兩相中溶質(zhì)的平衡

3、關系。 pp*時，會產(chǎn)生吸收過程。 p和p*之差越大，吸收的推進力越大，吸收的速度也越大。相反，如果是pp*，溶質(zhì)從液相向氣相轉(zhuǎn)變，即發(fā)生解吸過程。 (2)當亨利定律在一定溫度下，氣相總壓力不高時，在稀溶液體系中，溶質(zhì)溶液中的摩爾分數(shù)與氣相中的平衡分壓成正比： Pe=Hx式中，Pe溶質(zhì)成分在空氣中的平衡分壓，kPa； 液相中x溶質(zhì)的摩爾分數(shù)h亨利常數(shù)。 h也稱為溶解度系數(shù)，難溶性瓦斯氣體的h值大，易溶性瓦斯氣體的h值小。 (3)二膜理論二膜理論的基本要點是，相互接觸的氣液二流體之間存在穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)分別有薄的滯流膜層吸收質(zhì)以分子擴散方式通過該二膜層。 相面上氣液兩相在平衡態(tài)。 在膜層以

4、外的氣液二相主體中，由于流體在一盞茶中流動，所以吸收質(zhì)濃度是均勻的，也就是說二相主體內(nèi)不存在濃度梯度，所有的濃度變化都集中在二層薄膜層內(nèi)，吸收傳遞阻力也存在于兩膜中。 氣液界面污染物擴散方向氣相主體液相主體瓦斯氣體膜液膜二膜理論示意圖、4、吸收劑的選擇原則和方法、(1)吸收劑的選擇原則吸收劑對混合瓦斯氣體中的被吸收成分具有良好的選擇性和大吸收能力，飽和蒸汽壓力低，減少揮發(fā)損失，防止吸收液成分進入氣相， 造成浪費和新污染的沸點高，熱安定性高，不易起泡的粘性小，能夠改善吸收塔內(nèi)的流動狀況，提高吸收速度，降低泵的電功耗，減小傳熱阻抗的化學穩(wěn)定性高，腐食性小，無毒、廉價且易于獲得，容易解吸再生或發(fā)生(

5、2)吸收劑的選擇方法a .關于物理吸收，可以按照類似相溶規(guī)則選擇吸收劑b .關于化學吸收，選擇容易與吸收的瓦斯氣體反應的物質(zhì)作為吸收劑c .對于在水中的溶解度大的瓦斯氣體，可以使用水作為吸收劑，廉價且容易獲得設備和操作比較簡單，但對于以吸收設備龐大、凈化效率低、動力消耗大的d .堿瓦斯氣體常用的各種酸液為吸收劑的酸性瓦斯氣體，優(yōu)選堿或堿鹽溶液的吸收。(3)吸收劑的再生吸收劑需要在一定程度上使用、處理后再使用。 處理方式是將副產(chǎn)物再生回收后再使用。 例如用亞硫酸鈉法吸收SO2瓦斯氣體，吸收液中的亞硫酸氫鈉加熱再生，回收SO2形成亞硫酸鈉再使用。 二是將吸收液直接加工成副產(chǎn)品，如用試劑氨水吸收SO

6、2得到的亞硫酸銨氧化后變成硫酸銨化學肥料等。 5、吸收流(1)逆流流：氣液分別從兩端反向流動進入吸收裝置的流稱為逆流流。 逆流工藝在實際應用中很多，如在熱電站的濕式煙氣脫硫中很多工藝采用逆流吸收塔。 (2)并流流：氣液從同一端向同一方向流動進入吸收裝置的流程稱為并流流。 并行流過程在實際應用中很少。 (3)錯流：氣體沿水平方向進入吸收裝置，吸收液從上到下淋浴，吸收裝置呈交叉狀。 吸收液、吸收液、氣體吸收液、氣體逆流型并流型吸收流動、并流型換流型吸收流動、b .氣液之間的紊亂劇烈，吸收阻力小，吸收效率高，c .操作穩(wěn)定，具有適當?shù)娜彳浶?。d .氣流時的電壓降小。e .構(gòu)造簡單，制造維護方便，成本

7、低。f .針對具體情況，針對結(jié)賬臺成本和防止堵塞。 (2)吸收設備的分類a .表面吸收器能在一定的接觸面吸收操作氣液二相的設備稱為表面吸收器。 可列舉出填料塔、球塔等。 排氣瓦斯氣體從塔底進入，吸收劑從塔頂均勻地噴淋到填充劑層而向下流動。 排瓦斯氣體和吸收劑在填充劑層中與一盞茶接觸，吸收遞質(zhì)的平均推動力大，吸收效果好。 b .起泡式吸收器典型的起泡式吸收器為板式塔，塔內(nèi)內(nèi)置多孔質(zhì)擱板，板中充滿吸收劑，呈連續(xù)相的氣體從大板塊的下方進入，在大板塊上形成液體和起泡層，在這里有害組分被吸收。 常見的設備有鼓泡塔和各種板式塔。 c .噴灑式吸收器用噴嘴將液體噴射到多個細小的液滴中，增大氣液接觸面，完成傳

8、遞過程。 比較典型的設備是中空散布吸收器(稱為噴霧塔或空塔)和文丘里吸收器。 (3)一些常用吸收塔的結(jié)構(gòu)和特點，a .填料塔填料塔的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。 塔內(nèi)內(nèi)裝有支撐板，在板上堆積填充材料層，吸收液通過安裝在填充材料上部的分散器散布在填充材料上。 填料可以在整個塔內(nèi)堆積成一層，也可以分成幾層。 填充劑被層疊時，在層間安裝液體再分布裝置的逆流式填料塔被使用最多。 吸收劑從塔頂向下噴淋，均勻地在填充劑層中流動，從塔底送入瓦斯氣體，沿著填充劑之間的空隙上升，填充劑的濕潤表面成為氣液接觸的傳遞表面。 常用的填料塔填充劑有拉舍林、球環(huán)、鞍形和鈷男同性戀填充劑等。 填料塔運行穩(wěn)定，操作時液體淋浴密度在10

9、m3/m2h以上，要求淋浴均勻。 填料塔的空塔氣速一般為0.31.5ms，壓損通常為0.150.60kPa/m填充劑，液氣比為0.52.0kg/m3。 具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、氣液接觸良好、電壓降小等優(yōu)點。 缺點：煙霧中含有浮游粒子時，填充劑容易堵塞，清掃檢查時填充劑損失大。 b .如帶球塔的球塔構(gòu)造圖所示，在塔內(nèi)篩板上安裝中空或?qū)嵭牡男∏颉?氣流高速通過篩板時，小球在塔內(nèi)轉(zhuǎn)動，相互沖撞，吸收劑從上向下噴霧，逆流吸收操作多。 帶球塔的小球通常由聚乙烯管、多晶甲基乙烯、發(fā)泡聚苯乙烯等塑料制成，也有不銹鋼制成。 小球的直徑有25mm、30mm、38mm等幾種規(guī)格，塔的直徑超過200mm時，填充劑的

10、靜止床層的高度被控制在0.20.3m。吸收劑排出吸收液的球塔構(gòu)造模式圖、吸收劑排出液的球塔構(gòu)造模式圖、吸收劑排出液的球塔構(gòu)造模式圖、吸收劑排出液的球塔構(gòu)造模式圖、吸收劑排出液的球塔構(gòu)造模式圖。 帶球塔的優(yōu)點是氣流速度高、處理能力大、設備體積小、吸收效率高、不易被固體粒子堵塞。 其缺點是電阻高，塑料球不耐高溫，壽命短，需要頻繁更換。 在除塵脫硫一體化的情況下，可以考慮使用它。 c .篩板塔、篩板塔的構(gòu)造如圖所示。 在截面為圓形的塔內(nèi)，沿塔高設有多層篩板。 篩板上開有215mm的小孔，開孔率通常為625。 在操作時，氣體從下向上通過篩孔進入篩板上的液層，氣液交替在篩板上流動，被氣體的氣泡吸收。 氣

11、液可以分階段多次接觸。 一般控制表觀速度為1.02.5ms，瓦斯氣體通過篩子孔的瓦斯氣體速度約為4.512.8ms，各板的壓力下降至0.82.0kPa。 d .淋浴塔(空塔)用噴嘴向多個細小的液滴噴射液體，增大氣液相的接觸面積，完成傳遞過程。 比較典型的設備是中空散布吸收器和文丘里吸收器。 淋浴塔的構(gòu)造如下圖所示。 在吸收器中，氣體通常向下流動，液體從安裝在塔頂?shù)膰娚淦鞒世葼钌⒉肌?塔體較高時，可以分層放置散布器，也可以采用組合散布方式。 由于空塔結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、阻力小、效率高(90 )，廣泛應用于熱電站煙氣濕法脫硫。 (4)吸收設備的選擇，a .氣液反應速度快時，可以優(yōu)先選擇淋浴塔、填

12、料塔等；b .反應速度極快，熱效應大時，可以采用篩板塔；c .反應物濃度高時，可以選擇文丘里管或空塔；d .氣液的傳輸需要供給大量的液體，此時在采用鼓泡塔或者容易吸收液氣比大的e .固體的情況下，可以在滿足選擇內(nèi)部部件少、電阻小、電壓降小的設備例如澆水輪吸收室等的f .吸收要求的基礎上進行(5)吸收設備的運行管理，a .選擇適當?shù)目諝馑俣忍盍纤?.52m/s、板式塔、空塔： 2m/s以上、球塔： 4m/s左右進行掌握。 在填料塔操作時不能使“液泛”發(fā)生板式塔不能制造“噴塔”如果帶球塔，則不會發(fā)生“短”等。 空塔的氣速越高，處理能力越大，但塔的高度也必須越高，必須考慮氣液接觸時間。 高空塔的空氣速度會引起嚴重的霧沫卷入，給除霧器增加負擔。 b .特羅爾定液氣比。 液氣比是指處理1m3瓦斯氣體所需的吸收劑體積(l )。 液氣比增大，氣液傳遞速度增大，污染物去除率增大。 在工序中，最小允許的液氣比(L/G)min由吸收塔的運行特性決定，可以由吸收塔的材料平衡修正算法和線方程式修正。 實際的信噪比(信噪比) min大。