1. 氣體吸收設備的種類很多，但主要為——塔與———塔兩大類。
1，填料塔，2，板式塔。
2. 硫化氫氣體用什麼設備吸收
硫化氫氣體可以用鹼液（氫氧化鈉溶液）吸收，採用硫化氫管引入溶液里，如果是開放式的硫化氫，只能加強防護且通風。
3. 廠廢氣凈化用哪些設備
√樓主您好，根據您提出的問題，下面為您做詳細解答：
工業廢氣處理設備常用的設備有廢氣塔、活性炭吸附設備、UV光解廢氣處理設備、等離子廢氣處理設備、UV光解活性炭廢氣處理一體機、等離子活性炭廢氣處理一體機、生物除臭設備、脈沖除塵設備、油煙凈化器、催化燃燒設備、環保在線監測設備，這些是目前常用的環保設備，針對企業的情況不同，廢氣處理的工藝和設備組合也不一樣。
廢氣處理塔
噴淋塔、水洗廢氣塔、洗滌塔、酸霧處理塔，它的主要功能是通過沖洗降低廢氣濃度
活性炭吸附設備
企業常用的有活性炭吸附箱，通過廢氣塔的預前處理，進入到活性炭吸附箱，活性炭對於VOCS廢氣分子顆粒有很好的吸附作用，能夠起到凈化廢氣的效果。
等離子廢氣處理設備
主要原理是通過產生強電磁場，釋放臭氧，從而分解惡臭氣體，達到除臭和除油煙的良好效果。
生物除臭塔
又叫生物滴濾塔，是通過生物菌的培養，用生物菌對惡臭氣體，如硫化氣體、氨氣等廢氣進行吸收，釋放二氧化炭和水的過程，該設備後期維容易打理。
脈沖除塵設備
分為乾式除塵和濕式除塵，乾式除塵器主要針對乾性的粉塵，
催化燃燒設備
又叫RCO，該設備具有吸附和脫附，蓄熱、吹掃、釋放熱能，重復運轉，通過催化劑的作用，一般溫度在300℃-500℃之間，讓廢氣在低溫下進行無焰燃燒，使廢氣處理更完全。
希望此次回答對您有所幫助！
4. 吸收的原理
1．吸收基本原理
當採用某種液體處理氣體混合物時，在氣-液相的接觸過程中，氣體混合物中的不同組分在同一種液體中的溶解度不同，氣體中的一種或數種溶解度大的組分將進入到液相中，從而使氣相中各組分相對濃度發生了改變，即混合氣體得到分離凈化，這個過程稱為吸收。用吸收法治理氣態污染物即是用適當的液體作為吸收劑，使含有有害組分的廢氣與其接觸，使這些有害組分溶於吸收劑中，氣體得到凈化。
在用吸收法治理氣態污染物的過程中，依據吸收質（被吸收的組分）與吸收劑是否發生化學反應，而將其分為物理吸收與化學吸收。前者在吸收過程中進行的是純物理溶解過程，如用水吸收CO2或吸收SO2等；而後者在吸收中常伴有明顯的化學反應發生，如用鹼液吸收CO2，用酸溶液吸收氨等。化學反應的存在增大了吸收的傳質系數和吸收推動力，加大了吸收速率，因而在處理以氣量大、有害組分濃度低為特點的各種廢氣時，化學吸收的效果要比物理吸收效果好得多，因此在用吸收法治理氣態污染物時，多採用化學吸收法。
2．吸收流程
（1）吸收工藝 根據吸收劑與廢氣在吸收設備內的流動方向，可將吸收工藝分為：
①逆流操作。即在吸收設備中，被吸收氣體由下向上流動，而吸收劑則由上向下流動，在氣、液逆向流動的接觸中完成傳質過程。
②並流操作。被吸收氣體與吸收劑同時由吸收設備的上部向下部同向流動。
③錯流操作 被吸收氣體與吸收劑呈交叉方向流動。
在實際的吸收工藝中，一般均採用逆流操作。
（2）吸收流程 吸收流程布置可分為循環過程與非循環過程兩種。
①非循環過程。流程布置的主要特點是對吸收劑不予再生，即沒有吸收質的解吸過程。圖中右側所示流程中雖有部分吸收劑進行循環，但循環部分與非循環部分均無吸收劑的再生步驟。
②循環過程。流程的主要特點是吸收劑的封閉循環，在吸收劑的循環中對其進行再生。
待凈化氣體進入吸收塔進行吸收，塔底排出的吸收液進入解吸塔或再生塔，用適當的方法使吸收質從吸收液中釋出，再生後的吸收劑入吸收塔重新使用。
3．常用吸收設備
吸收設備種類很多，每一種類型的吸收設備都有著各自的長處與不足，選擇一適宜的吸收設備，應考慮如下的因素：對廢氣處理能力大；對有害組分吸收凈化效率高；設備結構簡單，操作穩定；氣體通過阻力小；操作彈性大，能適應較大的負荷波動；投資省等。
目前工業上常用的吸收設備主要有三大類。
（1）表面吸收器
凡能使氣液兩相在固定接觸表面上進行吸收操作的設備均稱為表面吸收器。屬於這種類型的設備有水平表面吸收器、液膜吸收器以及填料塔等。在氣態污染物治理中應用最普遍的是填料塔，特別是逆流填料塔。由於在這種類型的塔中，廢氣在沿塔上升的同時，污染物濃度逐漸下降，而塔頂噴淋的總是較為新鮮的吸收液，因而吸收傳質的平均推動力最大，吸收效果好。
（2）鼓泡式吸收器
在這類吸收器內都有液相連續的鼓泡層，分散的氣泡在穿過鼓泡層時有害組分被吸收。屬於這一類型的設備有鼓泡塔和各種板式吸收塔。在氣態污染物治理中應用較多的是鼓泡塔和篩板塔。
（3）噴灑式吸收器
這類吸收器是用噴嘴將液體噴射成為許多細小的液滴，或用高速氣流的挾帶將液體分散為細小的液滴，以增大氣-液相的接觸面積，完成物質的傳遞。比較典型的設備是空心噴灑吸收器和文丘里吸收器。空心噴灑吸收塔（圖3-16所示）設備結構簡單，造價低廉，氣體通過的阻力降很小，並可吸收含有黏污物及顆粒物的氣體，但其吸收效率很低，因此應用受到極大限制。
文丘里吸收器（圖所示）結構簡單，處理廢氣量大，凈化效率高，但其阻力大，動力消耗大，因此對一般氣態污染物治理時應用受限制，比較適於處理含塵氣體。
4．吸收法特點
採用吸收法治理氣態污染物具有工藝成熟、設備簡單、一次性投資低等特點，而且只要選擇到適宜的吸收劑，對所需凈化組分可以具有很高的捕集效率。此外，對於含塵、含濕、含黏污物的廢氣也可同時處理，因而應用范圍廣泛。但由於吸收是將氣體中的有害物質轉移到了液體中，這些物質中有些還具有回收價值，因此對吸收液必須進行處理，否則將導致資源的浪費或引起二次污染。
以上就是關於吸收法原理的簡單介紹，若有不對的地方，歡迎指正。
5. 工業廢氣處理的設備都有哪些
1、吸收設抄備吸收法採用低揮發或不揮發性溶劑對VOCs進行吸收，再利用VOCs和吸收劑物理性質的差異進行分離。
2、吸附設備在用多孔性固體物質處理流體混合物時，流體中的某一組分或某些組分可被吸表面並濃集其上，此現象稱為吸附。
3、RTO/RCO 用於處理高濃度Voc與有惡臭的化合物很有效，其原理是用過量的空氣使這些雜質燃燒，大多數生成二氧化碳和水蒸氣，可以排放到大氣中。
4、工業有機廢氣的低溫等離子體的治理設備等離子體就是處於電離狀態的氣體，其英文名稱是plasma，它是由美國科學 muir，於1927年在研究低氣壓下汞蒸氣中放電現象時命名的。
不同類型的廢氣，使用的處理方法也有所不同，還有不少組合工藝，常用的比如：有機廢氣吸附-脫附-冷凝回收技術工藝、吸附濃縮+催化氧化技術工藝等等。
6. 噴淋吸收塔是一種什麼樣的設備，有哪些用途呢
目前的吸收塔上的噴淋裝置吸收液用量大、噴嘴易堵塞而導致吸收液霧化效果差。
叢裕機電環保--新型涉及吸收裝置，具體為一種可廣泛應用於化工行業的沖擊式噴淋吸收塔，解決現有吸收塔上的噴淋裝置吸收液用量大、噴嘴易堵塞而導致吸收液霧化效果差等問題，包括塔體、設置於塔體內的隔板，塔體下部設有氣體進口，隔板下方設有噴淋反射碗，塔體上且位於噴淋反射碗下方設有管口向上的帶壓吸收液輸送管道。不僅結構簡單、使用方便，使用效果很好，可使吸收液達到理想的霧化效果，增加了氣、液相接觸面積，而且吸收液用量較少，解決了現有吸收塔內的噴淋裝置長期使用後，吸收液易堵塞噴淋頭的難題。
關於這方面的知識我已經發了很多設計資料給你
叢裕機電技術部
7. 有機廢氣處理用什麼設備怎麼處理
首先鄭重聲明：按北京2019年環保治理標准規范來看，光氧、等離子類除臭除異味，不解決有機廢氣問題，目前北京周邊城市對於有機廢氣處理基本上改造成催化燃燒設備。
什麼是吸附脫附催化燃燒設備?
吸附脫附催化燃燒設備是結合了活性炭吸附脫附和催化燃燒技術的廢氣處理設備，先將廢氣吸附再脫附形成高濃度的廢氣，再對廢氣進行催化燃燒處理。
吸附脫附催化燃燒設備處理有機廢氣的工藝原理：
吸附脫附催化燃燒設備分為兩個部分，活性炭吸附脫附部分和催化燃燒部分。
1：活性炭吸附脫附：有機廢氣在風機的作用下進入活性炭層，活性炭具有許多孔隙，廢氣被活性炭吸附。活性炭飽和後，通過設備的脫附模式對活性炭進行脫附，此時的廢氣具有高濃度、小風量的特點，可以節省風機電費。:2：催化燃燒：廢氣脫附後進入到催化燃燒層的換熱器，然後進入催化燃燒室中的預熱器，在催化劑的作用使廢氣溫度提高到250-300℃左右，再進入催化燃燒床，廢氣在催化劑的作用下無焰燃燒，被分解為二氧化碳和水，然後進行排放，安全且穩定。
催化燃燒設備成本結構：
1：催化燃燒設備的主要成本是設備本體的設計，它根據用戶需要處理的濃度和風量需求，而增加成本。
2：運營成本也是催化燃燒設備的主要成本之一，後期運營中，在吸附脫附工藝中，活性炭的成本和催化床的催化劑，也是設備主要成本內容：外部成本主要是電費了，綜合了多個廠家用戶的工況特點，我們也在2018年提出了分散式電能消耗模式，根據區間工況作業能力設計匹配型變頻風機電控，2019年實現工況實際電費消耗，避免任何大負荷浪費。
3：安裝費用，這是總體價格中，除去稅金之後，一次性成本支出，其費用不算高，一般是根據客戶現場面積的大小，產生人工工費和吊裝費用。
定做催化燃燒設備：
在用戶選擇好解決方案後，設計選配出活性炭吸附催化燃燒設備後，在廠家進行定做時，還是要交流幾個重要因素，避免後期定做設備的方案匹配性。
1：材質是否需要防腐，這個普通鋼板和針對防腐級別的材質和配件成本差距不小，在用戶定做設備前，應該根據自己的選型方案，審核有機廢氣的酸腐成分。
2：地形工況，在以往的客戶定做設備的過程中，出現過這樣的問題，設計參數和實際設備大小不同，出現實際用戶廠區內車間面積安放設備不合理，造成新設備分拆改造，出現需方也不舒服，供方也難施工的局面，所以，一定要和我們廠家協調好，用戶的實際廠區面積數據。
3：不同成分的廢氣處理標准，目前在我們國家每個省的有機廢氣排放標准涉及到不同行業，據我們的了解，還是有不同的，在定做催化燃燒設備時，如果有環保改造要求標准范圍的，把數據提供一下，雖然說催化燃燒設備是處理有機廢氣，但是不代表著任何有機廢氣都能處理到一個統一標准，有些廢氣還要改用或者加用其它設備配套處理，才能達到要求規范，大部分有機廢氣還是催化燃燒設備獨立工作處理，能達到排放要求的。在這做出提醒，是為了定做客戶，不要到後期造成不必要的采購浪費。
8. 廢氣處理的環保設備有哪些
廢氣處理設備環保設備有哪些，這個根據廢氣處理效果工藝、行業、廢氣都有不同的分類，今天小編就從工藝的角度進行分析
1、活性炭吸附濃縮催化燃燒----目前各行業產生的都是大風量，低濃度的有機廢氣，活性炭吸附濃縮催化燃燒，主要是針對處理前大風量，低濃度的有機廢氣把它濃縮成小風量，高濃度的有機廢氣凈化後，通過80℃的熱空氣對吸附在活性炭表面的高濃度的有機廢氣進行高溫脫附，把脫附出來的高濃度的有機廢氣送達催化燃燒氧化爐進行285℃-400℃之間的高溫氧化形成二氧化碳和水達標排放。
2、分子篩沸石濃縮轉輪催化燃燒----
具有蜂窩狀結構的沸石轉輪被安裝在分隔成吸附、再生、冷卻三個區的殼體中，在調速馬達的驅動下以每小時1～6轉的速度緩慢回轉。
含有VOCs 的污染空氣由鼓風機送到沸石轉輪的吸附區，污染空氣在通過沸石轉輪蜂窩狀通道時，所含VOCs成分被吸附劑所吸附，空氣得到凈化。
3、RTO蓄熱式氧化爐----
主要由燃燒室、蓄熱式、提升閥組成。VOCs首先經過蓄熱式預熱，然後進入氧化室，加熱升溫到800℃左右，使VOCs氧化分解成CO₂和H₂O；氧化後生成的高溫氧氣再通過另一個蓄熱式釋放熱量，然後排出RTO系統。該過程不斷循環再生，每一個蓄熱式都是在排入廢氣與排出氧氣的模式間交替轉換，從而有效降低廢氣處理後的熱量排放，同時節約了廢氣氧化升溫時的熱量損耗，使廢氣再高溫氧化過程中保持著較高的熱效率（熱效率95%左右），其設備操作簡單、維護方便，運行費用低，VOCs凈化效率高達99%。
4、分子篩沸石濃縮轉輪RTO----
採用沸石轉輪吸附濃縮法對低濃度、大風量工業廢氣中的VOCs進行濃縮，對濃縮後的高濃度、小風量的污染空氣採用RTO蓄熱式氧化法進行分解凈化。
以上是比較常用的廢氣處理設備
在大氣污染防治方面採用一種或幾種工藝相結合治理，可廣泛應用於化工、印刷、油墨、橡膠、醫葯、電子、化學、新材料等行業
9. 難溶氣體吸收採用什麼設備
氣體吸收
8.1概述
(1)吸收的目的:在化學工業種,將氣體混合物種的各組分加以分離,
其目的是:
① 回收或捕獲氣體混合物中的有用物質,以製取產品;
② 除去工藝氣體中的有害成分,使氣體凈化,以便進一步加工處理,如有害氣體會使催化劑中毒,必須除去;或除去工業放空尾氣中的有害物,以免污染大氣.
(2)吸收的依據
為達到吸收分離氣體混合物的目的,要用什麼物質(溶劑,吸收劑),其分離的依據使什麼 (氣體混合物中各組分在溶劑中的溶解度不同,若各組分在吸收劑中的溶解度差異越大,吸收
的選擇性越好)例如欲分離氨氣+空氣的混合物,可選擇水做溶劑,因為氨水在水中的溶解度最大,而空氣幾乎不溶於水.
(3)工業吸收設備及氣,液兩相接觸方式
我們已經了解了吸收的依據,下面再思考一個問題,上述密閉容器能否用作工業吸收設備 (可以,但吸收效果不好,原因在於氣,液兩相接觸情況不好)對工業吸收設備有什麼要求 (盡可能提供氣,液兩相有足夠大的接觸面積,盡可能使氣,液兩相接觸充分,盡可能使氣,液兩相的傳質推動力大(逆流))為達到上述要求,目前工業上常用的吸收設備使塔設備,按氣,液兩相在塔中的接觸方式不同分為級式接觸和微分接觸兩大類.
在工業上,上述兩種不同接觸方式的傳質設備不僅用於氣體吸收,同樣也可用於液體精餾,萃取等其他傳質單元操作.兩類設備可採用完全不同的計算方法,本章吸收主要討論填料塔的計算方法,下章精餾主要討論板式塔的計算方法,而兩種方法之間的關系及具體的塔結構及其設計計算在塔設備一章中介紹.
在工業上,兩種形式的塔設備大多情況均為連續操作,即設備內的參數都不隨時間變化,稱為定態連續過程.當然也可以式間歇操作的非定態過程,很少見,故後面除特殊說明外,均指連續定態操作.
(4)工業吸收流程
由流程圖可見,採用吸收操作實現氣體混合物的分離必須解決下列問題:
① 選擇合適的溶劑,使能選擇性比溶解某個(或某些)被分離組風;
② 提供適當的傳質設備(多位填料塔,也有板式塔)以實現氣液兩相的接觸,使被分離組分得以從氣相轉移到液相(吸收)或相反(解吸);
③ 溶劑的再生,即脫除溶解於其中的被分離組分以便循環使用.除了製取溶液產品只需單獨吸收外,一般都要進行解吸操作,使溶劑再生循環使用.
總之,一個完整的吸收分離過程一般包括吸收和解吸兩個組成部分.
(5)溶劑的選擇
吸收操作的成功與否在很大程度上決定於溶劑的性質,特別是溶劑與氣體混合物之間的相平衡關系.根據物理化學中有關相平衡的知識可知,評價溶劑優劣的主要依據應包括以下幾點:
① 溶劑應對被分離組分(溶質)有較大的溶解度,或者說在一定的溫度與濃度下,溶質的平衡分壓要低.這樣,從平衡角度來說,處理一定量混合氣體所需溶劑量較少,氣體中溶質的極限殘余濃度亦可降低;就過程數率而言,溶質平衡分壓↓,過程推動力大,傳質數率快,所需設備尺寸小.
② 溶劑對混合氣體中其他組分的溶解度要小,即溶劑應具備較高的選擇性.若溶劑的選擇性不高,將同時吸收混合物中的其他組分,只能實現組分間某種程度的增濃而不能實現較為完全的分離.
③ 溶質在溶劑中的溶解度應對溫度的變化比較敏感,即不僅在低溫下溶解度要大,平衡分壓要小,而且隨著溫度升高,溶解度應迅速下降,平衡分壓應迅速上升.這樣,被吸收的氣體容易解吸,溶劑再生方便.
④ 溶劑的蒸汽壓要低,不易揮發.一方面是為了減少溶劑在吸收和再生過程的損失,另一方面也是避免在氣體中引入新的雜質.
⑤ 溶劑應有較好的化學穩定性,以免使用過程中發生變質;
⑥ 溶劑應有較低的粘度,不易產生泡沫,以實現吸收塔內良好的氣液接觸和塔頂的氣液分離.
⑦ 溶劑應盡可能滿足價廉,易得,無毒,不易燃燒等經濟和安全條件.
實際上很難找到一個理想得溶劑能夠滿足上述所有要求,應對可供選擇得溶劑做全面得評價,以便作出經濟,合理得選擇.
(6)吸收操作得經濟性
吸收總費用=設備(塔,換熱器等)折舊費+操作費(佔比重大)
操作費用主要包括:
① 氣,液兩相流經吸收設備得能量消耗;
② 溶劑得揮發度損失和變質損失;
③ 溶劑得再生費用,即解吸操作費用.(在三者中佔比例最大)
常用得解吸方法有升溫,吹氣,減壓,其中升溫與吹氣特別是升溫與吹氣同時使用最為常見.減壓有利解吸,加壓有利吸收,溶劑在吸收與解吸設備之間循環,其間得加熱和冷卻,泄壓與加壓必消耗較多得能量,故採用減壓解吸不常見.若溶劑得溶解能力差,離開吸收塔得吸收液中溶質濃度低,則所需得溶劑循環量大,再生能耗也大.若溶劑得溶解能力對溫度變化不敏感,所需解吸溫度較高,溶劑再生得能耗也將增大.
若吸收了溶質以後得溶液是產品,此時不再需要溶劑的再生,這種吸收過程自然是最經濟的.
提高吸收操作經濟性的一種措施是對吸收系統進行優化設計(使系統的總費用最低),單塔吸收優化設計較容易,解題指南中有介紹(課程優化設計要做),吸收—解吸系統優化設計較難,許多問題有待研究解決(感興趣的同學可去解決)
(7)物理吸收和化學吸收
① 物理吸收:吸收時溶質與溶劑不發生明顯的化學反應,如上述洗油吸收苯,水吸收CO2,SO2等.
② 化學吸收:吸收時溶質與溶劑或溶液中的其它物質發生化學反應.如CO2在水中的溶解度甚低,但若用K2CO3水溶液吸收CO2,則在液相中發生下列反應:
K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3
從而使K2CO3水溶液具有較高的吸收CO2的能力,作為化學吸收可被利用的化學反應一般都滿足以下條件:
可逆性.若該反應不可逆,溶劑將難以再生和循環使用
較高的反應數率.若反應速率較慢,應研究加入適當的催化劑以加快反應速率.
(8)本章所作的基本假定
① 單組分吸收.其餘組分可視為一個惰性組分
② 溶劑的蒸汽壓很低,因此氣相中不含溶劑蒸汽
8.2氣液相平衡
吸收(傳質)與傳熱兩個過程的相似處:
傳熱與吸收過程均由三步構成(解釋三步相似),但兩個過程也有不同處:傳熱的推動力是兩流體的溫度差,過程的極限是兩流體的溫度相等;吸收的推動力不是兩相的濃度差,過程的極限也不是兩相的濃度相等.這是由於氣液之間的相平衡不同於冷熱流體之間的熱平衡,氣液相平衡關系是吸收過程的重要基礎,我們將詳細討論它.
8.2.1平衡溶解度
在一定的溫度與總壓下,使一定量的溶劑與溶質接觸,溶質便由氣相向液相轉移,隨著溶液濃度的逐漸增高,傳質速率將逐漸減慢,最後降為零,此時液相中溶質達到飽和,濃度達到一最大限度(為液相中溶質A的摩爾分數,下標e代表平衡),這時稱氣液兩相達到相平衡,稱為平衡溶解度,簡稱為溶解度(溶解度可以用不同的方式表示,相平衡關系亦可用不同的方式表示,如～,～,～,～等).
注意:此時並非沒有溶質分子繼續進入液相,只是任何瞬間進入液相的溶質分子數與從液相逸出的溶質分子數恰好相等,在宏觀上過程就象是停止了.這種狀態稱為相際動平衡,簡稱相平衡.
(1)溶解度曲線
對單組分物理吸收的物系,根據相律,自由度數F為F=C-Φ+2=3-2+2=3(C=3,溶質A,惰性組分B,溶劑S,Φ=2,氣,液兩相),即在溫度,總壓,氣,液相組成共4個變數中,由3個自變數(獨立變數),另1個是它們的函數,故可將平衡時溶質在氣相中的分壓表達為溫度,總壓和溶解度的函數:
有關氣液相平衡關系的理論還不夠完善,故上述平衡關系的具體函數形式還不能從理論上推出,一般時針對具體物系進行實驗測定.實驗表明,當總壓不太高(一般<0.5Mpa)時,對平衡的影響可以忽略,而溫度對平衡的影響頗大.圖8-3為不同溫度下氨在水中的溶解度曲線.從此圖可以看出,↑同一下↓或同一下↑.～圖直接反映了相平衡的本質(氣相組成用分壓表示直觀),可直截了當地用以思考與分析.後面在討論吸收塔的計算問題時所涉及到的許多關系式如物料衡算關系式,填料層高度計算式等其中的氣液組成均用摩爾分數(氣相),(液相)表示,故以摩爾分數,表示的相平衡關系可以方便地與吸收的上述關系一起對整個吸收過程進行數學描述.圖8-4為SO2 在101.3Kpa下在水中的溶解度曲線,圖中氣,液組成用摩爾分數,表示.圖8-3～關系曲線為何不指定總壓 (或吸收)
②解吸(<解吸)
(2)指明過程的極限
(3)計算過程的推動力
8.3 擴散和單相傳質
在分析任一化工過程時都需要解決兩個基本問題:過程的極限和過程的數率.吸收過程的極限決定於吸收的相平衡常數,在8.2節中作了討論.本節將討論吸收的速率問題.吸收過程涉及兩相間的物質傳遞,它包括三個步驟:
溶質由氣相主體傳遞到兩相界面,即氣相內的物質傳遞;
溶質在相界面上的溶解,由氣相轉入液相,即界面上發生的溶解過程
溶質自界面被傳遞至液相主體,即液相內的物質傳遞.
通常,第②步即界面上發生的溶解過程很容易進行,其阻力很小()故認為相界面上的溶解推動力亦很小,小至可認為其推動力為零,則相界面上氣,液組成滿足相平衡關系,這樣總過程的速率將由兩個單相即①步氣相和③步液相內的傳質速率所決定.無論是氣相還是液相,物質傳遞的機理包括以下兩種.
(1)分子擴散.類似於傳熱中的熱傳導,是分子微觀運動的宏觀統計結果.混合物中存在溫度梯度,壓強梯度及濃度梯度都會產生分子擴散,本章僅討論因濃度梯度而造成的分子擴散速率.發生在靜止或層流流體里的擴散就是分子擴散.
(2)對流傳質.是憑藉流體質點的湍流和漩渦而引起的擴散稱為對流傳質.發生在湍流流體里的傳質除分子擴散外更主要的是對流傳質.
將一勺砂糖投於杯水中,片刻後整杯的水都會變甜,這就是分子擴散的結果.若用勺攪動杯中水,則將甜得更快更均勻,那便是對流傳質的結果.
以下僅討論定態條件下雙組分物系的分子擴散和對流傳質.
8.3.1雙組分混合物中的分子擴散
(1)費克定律
只要流體內部有濃度梯度,就會產生分子擴散,在恆溫恆壓下,一維分子擴散速率可用費克定律表達如下:
濃度梯度指向濃度增加的方向,而擴散向濃度降低的方向進行,故式中加-負號.為組分A在雙組分混合物A,B中的擴散系數.
對雙組分混合物,在總濃度(對氣相也可說總壓)各處相等及=常數的前提下,也有
(前提為常數,對氣壓為總壓不變)
也就是說費克定律中的""為"分子對稱面",A,B兩組分的分子擴散速率大小相等,方向相反,否則就不能保證總濃度(或總壓)不變.
(2)分子擴散與主體流動
氣液相界面只允許溶質A溶解穿過,惰性氣體B不能溶解穿過,也不允許溶劑S逆向汽化通過.由於界面處A組分不斷被溶解吸收,,A組分存在濃度梯度 ,其方向指向A組分濃度高的方向為正,而A組分的分子擴散方向與其相反,朝界面擴散惰性氣體B組分由於不能被液體吸收,故B組分在相界處的濃度高於氣相主體,B組分存在濃度梯度,其方向指向B組分濃度高的方向為正,而B組分的分子擴散方向與其相反,朝氣相主體擴散.
當液相能以同一速率向界面供應B組分時,界面處保持恆定,則,這種情況屬於等分子反向擴散(下一章精餾屬於這種情況).吸收過程液相不存在B組分,不可能向截面提供B組分,故吸收過程所發生的是組分A的單向擴散,而不是等分子反向擴散.
由於界面處組分A被液體吸收及組分B反向擴散離開界面,都將導致截面處氣體總壓降低,使氣相主體與界面之間產生微小壓差,這一壓差必然促使混合氣體向界面流動,此流動稱為主體流動.
主體流動不同於擴散流(或),擴散流是分子微觀運動的宏觀結果,它所傳遞的是純組分A或純組分B.主體流動系宏觀運動,它同時攜帶組分A與B流向界面.在定態條件下,主體流動所帶組分B的量必恰好等於組分B反向擴散的量,以使保持恆定.
因氣相主體與界面間的微小壓差便足以造成必要的主體流動,因此氣相各處的總壓(或)仍可認為基本上是相等的,即的前提依然成立.
(3)分子擴散的速率方程
通過靜止或層流氣膜中與界面平行的任一靜止平面PQ的物流由三個:兩個擴散流和,及一個主體流動.設通過靜止考擦平面PQ的凈物流為N,對平面PQ作總物料衡算可得
式中:N——
——
——
——
上式說明,盡管主體流動與凈物流的含義不同,但主體流動的速率與凈物流速率N必相等.
為了求出組分A因分子擴散和主體流動而造成的傳質速率,可在平面PQ處組分A作物料衡算得:
式中: ——因組分A存在濃度梯度引起的分子擴散速率;
——主體流動中A所佔的傳遞速率.
一般情況下,對雙組分物系,凈物流速率N即包括組分A也包括組分B,即
故: (8-16)
與有關
(4)分子擴散速率的積分式
上式分子擴散速率微分式中包含和兩個未知數,只有已知和之間的關系時,才能積分求解,下面討論兩種常見的情況.
等分子反向擴散(精餾)
等分子反向擴散時沒有凈物流(因而也無主體流動=0),則,故
令,為擴散距離,積分上式得
此式表明等分子反向擴散時組分A的濃度分布為一直線.如圖8-11所示.
對氣相
單向擴散(吸收)
前已述及,吸收過程主體流動所帶組分B的量必等於組分B反向分子擴散的量,故惰性組分B的凈傳遞速率,可改寫為:
令
則
故
此式表面單向擴散時組分A的濃度分布為一對數函數,如圖8-12所示.
對氣相
與等分子反向擴散速率方程相比,單向擴散時多了一個因子或, ,我們稱之為漂流因子(數),它反映了主體流動對傳質速率的影響,,主體流動作用,對吸收愈好,這就如順水推舟,水流使船速加大,故稱之為漂流因子.若,,主體流動的影響可略去.
8.3.2擴散系數
擴散系數是物質的一種傳遞性質.它在傳質中的作用與導熱系數在傳熱中的作用相類似,但比導熱系數更為復雜:一種物質的擴散總是相對於其他物質而言的,所以它至少要涉及兩種物質,同一組分在不同混合物中的擴散系數是不一樣的;擴散系數還與體系體系的溫度,總壓(氣相)或濃度(液相有關).目前,擴散系數可由以下3種途徑獲得:
試驗測得.試驗測定是求物質擴散系數的根本途徑,後面通過例8-2說明試驗測定擴散系數的方法,當然還有其他的試驗測定法.
有的手冊中查得.
藉助某些經驗的或半經驗的公式進行估算(查不到D又缺乏進行試驗測定的條件時).
組分在氣體中的擴散系數
表8-1列出總壓在101.3kpa下某些氣體在空氣中的擴散系數數值,由表可見氣體擴散系數的值約為.
經分子運動論的理論推導與試驗修正,可以得到估算氣體擴散系數的半經驗式,如式(8-23)所示.該式形式復雜不須記住,只要能正確使用即可.由該式可知氣體擴散系數D與A,B兩組分的性質,體系和溫度,壓強有關.對一定物系氣體D與絕對溫度T的1.81次方成正比,與壓強p成反比,式(8-24)須記住.
例8-2,解:
通過靜止氣體層的擴散為單向擴散,且為一非定態過程,但因擴散距離z的變化緩慢,故可作為擬定態處理.擴散速率可用式(8-22)表示
為求D必須知道,設汽化時間為,則的汽化速率也可用液面高度變化的速率表示,即
所以
=
=9.12×10-6m2/s
注意:①本題的難點在何處 ()②本解法與書本解法的區別在何處
組分在液體中的擴散系數
表8-3列出了某些物質在液體中的擴散系數,由於液體中的分子要比氣體中的分子密集的多,可以預計其擴散系數要比氣體中的擴散系數小的多,由表8-3知,液體中的擴散系數的數量級約為10-5cm2/s,為氣相中的萬分之一(氣相約10-1～1cm2/s).
由於液體中的擴散在理論上還不成熟,用半經驗式估算流體擴散系數不如氣體可靠.此外,液體中組分的濃度對擴散系數由很大的影響.對很稀的非電解溶液可按(8-25)估算.此式亦不須記住,但須記住式(8-26),D與T成正比,與成反比.
8.3.3對流傳質
(1)對流傳質的貢獻
通常傳質設備中的流體都是流動的,流動流體與相界面之間的物質傳遞稱為對流傳質(如前述溶質由氣相主體傳到相界面及由相界面傳到液相主體).流體的流動加快了相內的物質傳遞,層流及湍流兩種流動加快傳質的原因如下:
層流流動
此時溶質A組分再垂直於流動方向上的傳質機理仍為分子擴散,但流動改變了橫截面MN上的濃度分布,以氣相於相界面的傳質為例,組分A的濃度分布由靜止氣體的直線1變為曲線2,根據分子擴散速率方程式
由於相界面出濃度梯度變大,強化了傳質.
湍流流動
大多數傳質設備中流體的流動都屬於湍流.湍流主體中流體產生大量的漩渦,引起流體質點間的劇烈混合,促進了橫向(傳質方向)的物質傳遞,流體主體的濃度分布被均化,濃度分布如曲線3所示.界面處的濃度梯度進一步變大,在主體濃度與界面濃度差相等的情況下,傳質速率得到進一步的提高.
(2)對流傳質速率
對流傳質現象極為復雜,以湍流流動為例:在湍流主體中存在大量漩渦,傳質只要靠渦流擴散;靠近界面附近有一層很薄的層流底層,傳質主要靠分子擴散;在湍流主體和層流底層之間的過渡區漩渦擴散和分子擴散都存在.對流擴散速率可仿照分子擴散的速率寫成:
不像D那樣是物性參數,它與流體的湍動程度有關,也與流體質點的位置有關,難於用試驗的方法測定,故的表達式形式好看但不好用,因而不能將代入的表達式中積分求出對流傳質速率,怎麼辦 目前一般是仿照對流給熱,將對流傳質速率方程寫成類似於牛頓冷卻定律或的形式,即認為正比於流體主體濃度與界面濃度之差,但與對流傳熱不同的是氣液兩相的濃度都可用不同的單位表示,所以可寫成多種形式:
氣相與界面間的
式中: 以分壓差表示推動力的氣相傳質系數或
式中: 以摩爾分數差表示推動力的氣相傳質系數
界面與液相間的
式中: 以濃度差表示推動力的液相傳質系數
或
式中: 以摩爾分數差表示推動力的液相傳質系數
注意:各有與相應的推動力一一對應,他們的單位是什麼
比較以上各式可得出:
上述處理方法實際上是將一組流體主體濃度和界面濃度之差作為對流傳質的推動力,而將影響對流傳質的眾多因素包括到氣相(或液相)傳質系數中.現在問題歸結到如何得到各種具體條件下的傳質系數(用試驗測定的方法),對這么復雜的問題,具體用何種試驗研究方法比較適宜 (因次分析法)
(3)傳質系數的無因次關聯式
找出影響傳質系數的因素,式中d為定性尺寸,D為擴散系數
對各變數的因次進行分析,得出無因次數群的函數表達式:
式中:准數定義見p19
由試驗測定函數的定量關系
對降膜式吸收器 ,
然而,實際使用的傳質設備形式各樣(各種填料塔和板式塔),塔內流動情況十分復雜,兩相的接觸面液往往難以確定,這使對流傳質分系數(氣相或液相)的一般准數關聯式遠不及傳熱那樣完善和可靠.同學們以後設計塔設備時要查閱有關的文獻資料找出自己的設計條件相近的傳質系數關聯式,有條件應通過試驗測定.
8.3.4三傳(質量,動量,熱量傳遞)類比
三傳之間彼此有些類似的規律可進行類比研究(自學).
8.3.5對流傳質理論
上述關於對流傳質問題的處理方法時基於因次分析的試驗法,並未對對流傳質過程做理論上的探討.為了揭示對流傳質系數的物理本質,從理論上說明各因素對它的影響,不少研究者採用數學模型法加以研究,提出了多種傳質模型.我們先簡要回顧上學期學過的數學模型法的主要研究步驟:
將復雜的真實過程本省簡化成易於用數學方程式描述的物理模型;
對所得到的物理模型進行數學描述即建立數學模型;
通過試驗對數學模型的合理性進行檢驗並測定模型參數.
不同的研究者對過程的理解不同從而導出不同的模型,下面簡要介紹三個重要的產值模型.
有效膜理論(惠特曼 Whitman,1923年)
物理模型惠特曼對復雜的對流傳質過程作如下簡述:a,氣液相界面兩側各存在一層靜止的或作層流流動的氣膜和液膜,其厚度分別為和,氣相或液相主體內由於流體高度團動混合均勻故不存在濃度差,所有濃度差集中於有效氣膜和液膜內,故氣相和液相的傳質阻力也全部集中於該兩層有效膜內;b,靜止或層流有效 膜中的傳質是定態的分子擴散.
數學模型.
根據上述有效膜物理模型,通過膜的擴散為分子擴散,且吸收為單向擴散,故分別可用式(8-22)和式(8-20)描述氣膜和液膜的傳質情況:
氣膜
式中:
液膜
式中
③ 試驗測定模型參數
中分別包含了待定的參數與,既有效膜的厚度,稱之為數學模型參數,需由試驗測定.如果該模型能有效地反映過程的實質,那麼,應主要取決於流體的流動狀況(流體湍動越劇烈,膜厚度越薄,反之亦然)而與溶質組分A的擴散系數D無關,然而以上兩式預示均正比於D,而試驗結果表面,兩者不符合.若為了與試驗結果相吻合,有效膜厚度不僅與流動狀況有關,而且與擴散系數D有關.這樣,,不是實際存在的有效膜厚度,而是一種虛擬的或當量的膜厚,從而失去了該膜型應具有的理論含義.
由於有效膜理論與實際情況有些不符,促使許多研究者對對流傳質理論進行了更深入的研究,從不同的角度研究提出的理論,下面介紹兩種)
溶質滲透理論(希格比 Higbie,1935年)
希格比認為液體在流動過程中每隔一定時間發生一次完全的混合,使液體的濃度均勻化,在時間內,液相中發生的不再是定態的擴散過程,而是非定態的擴散過程.根據上述假設經數學描述得到:
與試驗結果較吻合,但難以測定.
表面更新理論(丹克沃茨 Danckwerts,1951年)
丹克沃茨認為液體在流動過程中表面不斷更新,即不斷地有液體從主體轉為界面而暴露於氣相中,這種界面不斷更新使傳質過程大大強化,其原因在於原來需要通過緩慢的擴散過程才能將溶質傳至液體深處,現通過表面更新,深處的液體就有機會直接與氣體接觸以接受傳質.定義S為表面更新頻率,經過數學描述並求解得到:
與試驗結果較吻合,但S難求.
綜上所述,溶質滲透理論和表面更新理論比有效膜理論更接近實際情況,但或S難以測定,將它們用於傳質過程的設計仍有一段距離,故目前用於傳質設備設計主要還是有效膜理論.
8.4 相際傳質
溶質從一個相轉移到另一個相稱為相際傳質或兩相間的傳質.吸收過程的相際傳質是由氣相與界面間的對流傳質,界面上溶質組分的溶解,液相與界面間的對流傳質三個過程串聯而成.解決吸收過程相際傳質速率問題目前是用雙膜模型.
雙膜模型
雙膜模型的要點如下:
在相互接觸的氣液兩相間存在著穩定的相界面,界面兩側分別存在著一個很薄的有效層流氣膜和液膜,被吸收的溶質組分只能分子擴散的方式通過這兩層膜,氣相和液相的濃度變化(即推動力)及阻力均分別幾種在這兩層膜中,故
氣相與界相=氣相傳質推動力/氣相傳質阻力
界面與液相=液相傳質推動力/液相傳質阻力
在相界面上不存在傳質阻力,所需傳質推動力等零,即在界面上氣,液兩相濃度成平衡,.
對稀溶液:(通過原點的直線)
或在計算范圍內平衡線近似為直線:(圖8-19)
相際傳質速率方程
以上求的兩個式子中可通過試驗測定求得,但兩式中的界面組成難求,實際使用時須設法從式中消去.如何消去呢 既然我們討論的是定態傳質問題,氣相與界面間的傳質速率應等於界面與液相的傳質速率,即
為消去界面濃度,上式最右端分子分母均乘以m,並將串聯過程的推動力加和以及阻力加即得:
對稀溶液,則,故上式成為:
吸收總推動力/吸收總阻力
令 (總阻力=氣膜阻力+液膜阻力,符合雙膜模型 )
以氣相摩爾分數差為總推動力的總傳質系數,.
思考題:①若平衡關系為,上式成立否 為什麼:
②為得到以為總推動力的總傳質(相對傳質)速率方程,該如何處理
=吸收總推動力/吸收總阻力
比較的表達式可知
③ 你能導出解吸時的總傳質(相際傳質)速率方程嗎 若能請導出其表達式,並與吸收的方程比較.
解吸時總推動力與吸收相反,但總傳質系數與吸收相同.
(3)傳質速率方程的各種表達形式
由於傳質速率方程中的傳質系數可用總傳質系數或某一相的分傳質系數兩種方法表示,相應的推動力也有總推動力或某一相的推動力兩種,而氣液相的濃度又可以用不同的方法表示,相平衡方程亦有不同的表達形式,故傳質速率方程也有多種形式.表8-4列出了幾種常用的速率方程,使用時應特別注意不同的推動力應對應於不同的傳質系數.在解題指南p267表15-2中列出了相平衡方程為所對應的傳質速率方程.上標*代表平衡相當於教材下標e,Y,X為摩爾比,它們於y,x的關系為,,今後若題目給定的時該形式的相平衡方程,就要使用與之相應的傳質速率方程.另外表15-2中的H與本教材表8-4中的H為倒數關系.
8.4.2傳質阻力的控制步驟
從前面根據雙膜模型導出的結果可知總傳質阻力為氣膜傳質阻力與液膜傳質阻力之和,即
,
(1) 氣膜阻力控制
當時,,即,此時的傳質阻力主要集中於氣膜,稱這種情況為"氣膜阻力控制".顯然,對於氣膜阻力控制的吸收過程,欲提高傳質速率,在選擇設備形式及確定操作條件時需設法提高以減小氣膜阻力,如氣體流率,.這與對流傳熱時為提高傳熱傳熱速率需設法提高小的以減小傳熱阻力類似.易溶氣體溶解度大,平衡線斜率m小,其吸收過程往往是氣膜阻力控制,如用水吸收,用弄硫酸吸收水蒸汽等均為氣膜控制.
(2)液膜阻力控制
當時,,即,此時的傳質阻力只要集中於液膜,稱這種情況為"液膜阻力控制".顯然,對於液膜阻力控制的吸收過程,欲提高傳質速率,在選擇設備形式及確定操作條件時需設法提高以減小氣膜阻力,如液體流率,.難溶氣體溶解度小,平衡線斜率m大,其吸收過程多為液膜控制,如用水吸收等均為液膜控制.
用水吸收及丙酮蒸汽,氣膜阻力和液膜阻力各佔一定比例,此時應同時設法減小氣膜阻力和液膜阻力,傳質速率才會有明顯提高,我們稱這種情況為"雙膜控制".
例8-4
8.5低含量氣體吸收
8.5.1吸收過程的數學描述
以逆流填料吸收塔為例,如右圖所示
(1)底含量氣體吸收底特點
① G,L可視為常量
② 吸收過程時等溫底(不必進行熱衡)
③ 傳質系數為常量
底含量氣體吸收底上述特點將使計算過程大為簡化.
(2)全塔物料衡算
(3)料衡算和傳遞速率的微分表達式
沿塔高(的正方向)氣液濃度是連續變化的,傳質推動力和傳質速率也是沿塔高變化的,必須先列出無聊衡算和傳質速率的微分表達式,然後沿塔高積分得到積分式才能用於吸收過程計算.取微元塔段作物料衡算得
對氣相 ()
式中:G——,為塔截面積;
——,為傳質面積;
——,為傳質面積,為填料體積;
——,高度.
對液相
(4)傳質速率積分式
(5)傳質單元數欲傳質單元高度
令
10. 中學化學中什麼裝置可以除掉硫酸酸霧
實驗室中一般都是將氣體通過鹼溶液洗氣瓶。就可以除去酸霧了。