环境工程原理课件.pptx

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1、第五节第五节 解解 吸吸解解吸吸过过程程：工工业业生生产产中中，常常将将离离开开吸吸收收塔塔的的吸吸收收液液送送到到解解吸吸塔塔中中，使使吸吸收收液液中中的的溶溶质质浓浓度度由由X1降降至至X2，这种从吸收液中分离出被吸收溶质的操作。，这种从吸收液中分离出被吸收溶质的操作。本节内容：本节内容：一、解吸方法一、解吸方法 二、气提解吸的计算二、气提解吸的计算第1页/共48页一、解吸方法一、解吸方法（1）气提解吸）气提解吸其过程为吸收液从解吸塔顶喷淋而下，载气从解吸塔底靠压差自下而上与吸收液逆流接触，载气中不含溶质或含溶质量极少，故，溶质从液相向气相转移，最后气体溶质从塔顶带出。解吸过程的推动力为，

2、推动力越大，解吸速率越快。通常作为气提载气的气体有空气、氮气、二氧化碳、水蒸气等。第2页/共48页一、解吸方法一、解吸方法（2）减压解吸）减压解吸（3）加热解吸）加热解吸（4）加热减压解吸）加热减压解吸第3页/共48页二、二、气提解吸气提解吸的计算的计算解吸塔V Y2L X2V Y1L X1推动力Y*-Y=X-X*全塔物料衡算：VB(Y1-Y2)=Ls(X1-X2)操作线方程：第4页/共48页1、解吸气体用量的计算、解吸气体用量的计算一般LS,X1,Y2,X2一定，VB,LS/VB,Y1.Y2X2Y2X1Y1*第5页/共48页1、解吸气体用量的计算、解吸气体用量的计算最小气液比计算最小气液比计

3、算：最小气体用量最小气体用量：记作Vmin。最小气体用量计算：最小气体用量计算：操操作作气气液液比比：根据生产实际经验，实际操作气液比为最小气液比的1.12.0倍，即 =（1.22.0）实际载气流量实际载气流量V=L（1.22.0）。第6页/共48页2、解吸填料层高度的计算、解吸填料层高度的计算吸收因数法：平均推动力法：吸收因素AL/mV第7页/共48页化学吸收化学吸收 优点：化学反应提高了吸收的选择性；加快吸收速率，设备容积，设备投资费；反应增加了溶质在液相中的溶解度，吸收剂用量；反应降低了溶质在气相中的平衡分压，可较彻底地除去气相中很少量的有害气体。第8页/共48页化学吸收化学吸收 缺点：

4、解吸困难，解吸能耗。若反应为不可逆，反应剂不能循环使用，用途就大受限制。化学吸收：溶质从气相主体到气液相界面的传质机理和传质系数并未受影响，与物理吸收相同；第9页/共48页化学吸收化学吸收 液相物理吸收传质速率液相物理吸收传质速率 称为增强因子，它取决于反应动力学（反应的类型、反应速率常数等）和物性，使化学吸收研究中所需要解决的主要课题。第10页/共48页第六节 吸收设备生产上对吸收设备的要求：生产上对吸收设备的要求：分离效率高（达到一定分离程度所需塔的高分离效率高（达到一定分离程度所需塔的高度低）度低）生产能力大（单位塔截面积处理量大）生产能力大（单位塔截面积处理量大）操作弹性大操作弹性大

5、气体阻力小气体阻力小 结构简单，设备取材面广结构简单，设备取材面广 第11页/共48页第六节 吸收设备一、填料吸收塔第12页/共48页1、填料塔的结构与特点填料塔的结构与特点2、填料填料3、填料塔内的流体流动填料塔内的流体流动4、填料塔附件、填料塔附件一、填料吸收塔一、填料吸收塔第13页/共48页1 1、填料塔的结构与特点、填料塔的结构与特点（1 1）填料塔的结构）填料塔的结构第14页/共48页（1）填料塔的结构）填料塔的结构塔体：一般取为圆筒形，可由金属、塑料或陶瓷制成，金属筒体内壁常衬以防腐材料。填料：大致可分为散装填料和规整填料两大类，是传热和传质的场所。塔内件：包括填料支承与压紧装置、

6、液体与气体分布器、液体再分布器以及气体除沫器等。第15页/共48页（1）填料塔的结构）填料塔的结构 操作原理：液体经塔顶喷淋装置均匀分布于填料上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流动，并与在压强差推动下穿过填料空隙的气体相互接触，发生传热和传质。第16页/共48页n填料塔优点：不仅结构简单，而且具有阻力小和便于用耐腐蚀材料制造等；n填料塔优点：具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等；n填料塔的缺点：填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。（2 2）填料塔的特点）填料塔的特点

7、第17页/共48页2 2、填料、填料（1）填料特性）填料特性主要参数有：比表面积空隙度单位堆体积内的填料数目堆积密度机械强度及化学稳定性此外，还必须满足制造容易、造价低廉等多方面的要求。第18页/共48页（2 2）填料类型）填料类型 填料塔的传质效率主要取决于填料的形状。单位体积填料，提供的汽液传质面积大，就是好的填料。这里仅列出拉西环、鲍尔环、阶梯环、距鞍环、丝网规整填料等五种。第19页/共48页 常用的填料可分为两大类：散装填料和规整填料。散装填料由实心的固体块、中空的环形填料、表面开口的鞍形填料等，其常用的构造材料包括陶瓷、金属、塑料（聚丙烯、聚氯乙烯等）、玻璃、石墨。陶瓷填料耐腐蚀，但

8、易碎，空隙率小；金属填料比表面积及空隙率大，通量大，效率高，但不锈钢价贵，普通钢易腐蚀；塑料填料比表面积大，空隙率较高，但不耐高温。（2 2）填料类型）填料类型第20页/共48页3 3、填料塔内的流体流动填料塔内的流体流动 填料层中的流动 气体在填料层内的流动相当与气体在颗粒层内的流动。气液两相流动的交互影响 在干填料层内气体流量的增大，将使压降按1.82.0次方增长。填料塔的液泛 当气液量达到某一定值时，两相交互作用恶性发展的结果会导致 液泛现象的出现。此时上升气流对液流的曳力加大到足以阻止液 体下流，于是液体充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升。第21页/共48页4、填料塔附件填料塔附件1）填

9、料支承板栅板第22页/共48页1）填料支承板升气管式第23页/共48页1）填料支承板气体喷射式第24页/共48页4 4、填料塔附件、填料塔附件2 2）液体分布装置）液体分布装置 液体分布装置有莲蓬式、缺口喷淋式、弯管喷淋式、筛孔式和多孔管式等多种。第25页/共48页2 2）液体分布装置）液体分布装置莲蓬头分布器 压力型多孔管式分布器第26页/共48页2 2）液体分布装置）液体分布装置盘式孔流分布器槽式溢流分布器第27页/共48页 为了使气体均匀上升至填料中，一般采用了向下切口和45度斜口的气体进气管。3 3）气体进口装置）气体进口装置第28页/共48页3）气体进口装置）气体进口装置第29页/共

10、48页4）液体收集器斜板式液体收集器盘式液体收集器第30页/共48页5）除沫器折板除沫器 Horizontal flow Vertical flow第31页/共48页丝网除沫器TJCW型除雾器第32页/共48页6）防壁流圈300板波纹填料防壁流圈分块式防壁流圈对于大直径的塔，可采用分块的防壁流圈。第33页/共48页 填料在塔中需要有支撑，这个支撑装置，既要承受填料的重量，又要使气体和液体穿过。所以设计了升气管式、栅板式等多种填料支撑装置。7 7）填料支撑装置）填料支撑装置第34页/共48页二、板式塔二、板式塔第35页/共48页二、二、板式塔板式塔1.1.设计意图设计意图 它由一个通常呈圆柱形的

11、壳体及其中按一定间距它由一个通常呈圆柱形的壳体及其中按一定间距水平设置的若干塔板所组成。板式塔正常工作时，水平设置的若干塔板所组成。板式塔正常工作时，液体在重力作用下自上而下通过各层塔板后由塔液体在重力作用下自上而下通过各层塔板后由塔底排出；气体在压差推动下，经均布在塔板上的底排出；气体在压差推动下，经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出，在每开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出，在每块塔板上皆贮有一定的液体，气体穿过板上液层块塔板上皆贮有一定的液体，气体穿过板上液层时，两相接触进行传质。时，两相接触进行传质。第36页/共48页2.2.板式塔应具备的功能板式塔应具备的功能 在每块

12、塔板上气液两相必须保持密切而充分的在每块塔板上气液两相必须保持密切而充分的接触，为传质过程提供足够大而且不断更新的相接触，为传质过程提供足够大而且不断更新的相际接触表面，减小传质阻力；际接触表面，减小传质阻力；在塔内应尽量使气液两相呈逆流流动，以提供在塔内应尽量使气液两相呈逆流流动，以提供最大的传质推动力。最大的传质推动力。第37页/共48页气相通道气相通道溢流堰溢流堰 降液管降液管 3.3.筛板塔的结构筛板塔的结构第38页/共48页3.3.筛板塔的结构筛板塔的结构第39页/共48页右图中：右图中：（a a）泡罩塔；泡罩塔；（b b）筛板塔；筛板塔；（c c）浮阀塔；浮阀塔；（d d）固定舌型

13、塔固定舌型塔（e e）浮动喷射塔。浮动喷射塔。4.4.塔板类型塔板类型第40页/共48页4.4.塔板类型塔板类型第41页/共48页三、喷洒式吸收器第42页/共48页第六节 吸收设备四、表面吸收器 凡能使气液两相在接触表面（静止液面或流动的液膜表面）上进行吸收操作的设备均属表面吸收器。有水平液面的表面吸收器、液膜吸收器、填料吸收器和机械膜式吸收器。第43页/共48页（1）富液的处理（2）除尘（3）烟气的预冷却（4）结垢与堵塞（5）除污雾（6）气体的再加热第七节 吸收气态污染物的工艺装置第44页/共48页第45页/共48页喷淋式脱硫塔喷淋式脱硫塔-简易石灰简易石灰/石膏法石膏法第46页/共48页喷气鼓泡式脱硫塔喷气鼓泡式脱硫塔-简易石灰简易石灰/石膏法石膏法第47页/共48页感谢您的观看。感谢您的观看。第48页/共48页