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大气污染控制工程教案设计.doc

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。 高宽比: b0不大于600mm,高不受限制。 长度l0=0.15~0.30d0, d0为当量直径, l0=200~350mm,不超过500mm。 ① 扩张管 出气管 u0为18~22m/s。 -可编辑修改- 第 17 次课 2 学时 上次课复习: 1. 捕集效率 2. 文丘里洗涤器 本次课题(或教材章节题目):第六章 除尘装置 第四节 过滤式除尘器 1. 袋式除尘器的除尘原理 2. 压力损失 教学要求:1、了解并掌握袋式除尘器除尘机理和特点; 2、了解袋式除尘器的压力损失 重 点:1. 袋式除尘器除尘机理 2. 除尘器的压力损失 难 点: 袋式除尘器除尘机理 教学手段及教具:多媒体 讲授内容及时间分配: 1. 袋式除尘器除尘机理 2. 压力损失 讲课时间:2学时 课后作业 P229 6.23 6.24 参考资料 教 学 内 容 第四节 袋式除尘器 布袋除尘器是古老而广泛采用的除尘方法,它是利用纤维织物的过滤作用进行除尘,是干式高效除尘器。适用于粒径小于1μm的颗粒。 特点(优点):随着纤维布厚度的加厚,除尘效率是增加的。 1. 除尘效率高,可达99%以上,回收一部分干料,净化气体可循环使用,节省能源; 2. 适应性强,能处理不同类型的颗粒污染物(包括电除尘器不易处理的高比电阻粉尘),袋滤器可大可小; 3. 操作弹性大,入口气体含尘浓度变化较大时,对除尘效率影响不大; 4. 结构简单,使用灵活,便于回收干料。 缺点: 1. 不易处理湿度大,粘度大的气流,投资较高; 2. 压力损失大,造成处理风量小,能耗大,压力降过大,粉尘造成局部穿孔,并造成滤布损失大; 3. 其应用受到滤布耐温、耐腐等操作性能的限制, 4. 一般滤布的使用温度应小于300℃,烟气温度不能低于露点温度。 布袋除尘器所用的滤布多为圆柱形(d=125-500mm),也有扁形的,滤袋长一般为几米,现在此法已在冶金、水泥、化工、陶瓷、食品等不同的部门得到广泛的应用。 教 学 内 容 一、袋式除尘器的原理 (一)除尘机理 袋式除尘器是利用棉毛、人造纤维等织物进行过滤的一种除尘装置,滤料本身的网孔较大,约20~50μm,绒布约5~10μm,却能除去粒径1μm以下的颗粒,除尘效率很高。新滤料除尘效率不高。 其机理涉及筛滤、惯性碰撞、滞留、扩散、降电、重力沉降。 1. 筛过作用:当粉尘粒径大于滤布孔隙或沉积在滤布上的尘粒间孔隙时,粉尘即被截留下来。由于新滤布孔隙远大于粉尘粒径,所以阻留作用很小,但当滤布表面积沉积大量粉尘后,阻留作用就显著增大。 2. 惯性碰撞:当含尘气流接近过滤纤维时,气流将绕过纤维,而尘粒由于惯性作用继续直线前进,撞击到纤维上即会被捕集,这种惯性碰撞作用,随粉尘粒径及流速的增大而增强。 a.惯性碰撞除尘机理 3.扩散和静电作用 小于1μm的尘粒,在气流速度很低时,其除尘机理主要是扩散和静电作用, 如图b所示: 扩散:布朗运动引起,它随气速的降低,纤维和粉尘的直径的减小而增强。 电力:带电荷相反时 3. 重力沉降:当缓慢运动的含尘气流进入除尘器内,粒径和密度大的尘粒可能因重力作用自然沉降下来。 (二)除尘过程 概括:含尘气 滤料 形成粉尘初层 过滤、清灰(保持初层) 滤布的除尘过程:含尘气体通过滤袋,过一段时间后,表面积聚了一层粉尘层(称为粉尘初层),在以后的运行中,粉尘除层成了主要过滤层,滤布只起着形成粉尘初层和支撑它的骨架作用,由于粉尘初层的影响,网孔较大的滤料也能获得较高的除尘效率,随着滤料上粉尘的积聚,除尘效率和压力损失都相应增加,当滤料两侧压差很大时会把已附着在滤料上的细尘挤压过去,使效率降低。另外,阻力过高,处理风量显著下降,影响排放效果,故除尘器应控制一定的阻力,及时清灰,但不能破坏粉尘初层。 教 学 内 容 二、压力损失 压力损失决定着装置的能耗大小、除尘效率、清灰时间间隔。 除尘器的压力损失ΔP包括清洁滤料的压力损失和泥料上粉尘层的压力损失 R为粉尘层的平均比阻力,Kg/m2,为μ=1Pa·s ,m=1Kg/m2时的粉尘阻力。 μ——气体粘度, Pa·s; ξ ——总阻力系数,1/m; ξ0——清洁滤料的阻力系数,1/m; Vf——过滤速度,m/s; m——滤料上的粉尘负荷,Kg/m2; R——粉尘层平均比阻力,Kg/m2。 上式说明:ΔP与过滤速度、气体粘度系数成正比。该特性与其它种类型的除尘器完全不同。 dp——尘粒比表面平均粒径,m; ξs——粉尘层平均孔隙率,%; ρs——粉尘层平均密度,Kg/m3。 或粉尘层平均阻力系数,c0为入口含尘浓度,t为过滤时间。 清洁滤料的阻力ΔP0很小,一般可忽略。其阻力系数在107-108(1/m),见书表5-4。 粉尘层平均比阻力随粉尘负荷和滤料特性不同而变化。袋式除尘器的压力损失一般控制在800-1500Pa,当阻力达到预定值时,需对滤袋清灰(清灰时间间隔),入口含尘浓度大,清灰时间变短,清灰次数增加,滤料寿命缩短。 秒(s) 第 18 次课 2 学时 上次课复习: 1. 袋式除尘器的除尘原理 2. 压力损失 本次课题(或教材章节题目):第六章 除尘装置 第四节 过滤式除尘器 3. 滤料 4. 清灰 5. 除尘器的选择、设计和应用 第五节 除尘器的选择与发展 教学要求:1、了解袋式除尘器的滤料结构; 2、了解并掌握袋式除尘器的清灰方法 3、掌握除尘器的选择与设计方法 重 点:1. 袋式除尘器的清灰方法 2. 除尘器的选择与设计方法 难 点: 除尘器的选择与设计方法 教学手段及教具:多媒体 讲授内容及时间分配: 1. 滤料 2. 清灰 3. 除尘器的选择、设计和应用 4. 除尘器的选择与发展 讲课时间:2学时 课后作业 P229 6.25 6.26 参考资料 教 学 内 容 三、滤料 滤料性能对袋式除尘器的工作影响很大。性能良好的滤布应具备耐温、耐腐蚀、耐磨、效率高、阻力低、使用寿命长、成本低等优点。另外与表面结构有关: 表面光滑:容尘小,清灰方便,适于低浓度粉尘,风速不易过大。 起绒毛:容尘量大,风速可较高,但必须及时清灰。 近年来出现了许多耐高温的新型滤料,如聚四氟乙烯、芳香族聚酰胺等。各自特点见书,表7-5。P311,7-2,P156。 四、清灰方式 清灰方式有两种:机械清灰和气流清灰。 1. 机械清灰 利用机械传动使滤袋振动,迫使沉积在滤袋上的粉尘层落入灰斗。由三种方式:摆动(水平),又分上部摆和腰部摆两种;振动(垂直);扭动(机械转动)。 清灰风速一般在1-2m/s,压力损失在800-1200Pa。 2. 气流清灰 利用反吹空气从反方向通过滤袋和粉尘层,借气流力使滤袋上的粉尘脱落。采用气流清灰,滤袋必须有支撑结构,如撑架或网架等以免压扁滤袋。气流清灰有两种:逆气流清灰(Vf=2-3m/s)和脉冲喷吹清灰(Vf=2-4m/s)。 五、袋式除尘器的选择设计和应用 1. 选择设计 (1) 选定型式、滤料和清灰方式; (2) 求过滤面积A , Q——处理气量,m3/h; Vf——过滤风速,m/min。 (3) 除尘器设计:确定滤袋尺寸直径d和高度L,求单只滤袋面积,求滤袋只数,滤袋布置。滤袋面积,滤袋个数 例:某县硅石矿系统总流量为5000N m3/h,气体组成近似于空气,温度50℃,粉尘主要成分硅石粉浓度6g/ m3,要求设计一袋式除尘器。 解:设计方案步骤: 1) 确定滤袋尺寸 滤袋采用DD—9#涤纶,滤袋形式:圆形。清灰方式:机械清灰,过滤风速为Vf=2m/min。 2) 过滤面积A 教 学 内 容 3) 滤袋尺寸 取直径d=120mm,长度L=4m 4) 求单只滤袋面积 5) 袋子只数 取33只 6) 计算压力损失 Vf=2m/min=0.033m/s 取m(粉尘负荷)=0.1Kg/m2 平均比阻力R=1.5×1010m/Kg μ=1.96×10-5Kg/m·s ξ0=4.8×1071/m 7) 估算清灰周期T 取ΔP≈1100Pa≈ 取10分钟 8) 其它设计内容 ① 滤袋布置,袋子吊挂方式 ② 壳体设计、箱体、进出气管、灰斗、入孔、操作平台等 ③ 清灰机构的设计 ④ 粉尘输送 ⑤ 管道、阀门、风机等 2. 应用 袋式除尘器不宜处理含有油雾、凝结水、粘性大的粉尘气流,不耐高温,此设备效率高,广泛用于各工业生产的除尘器中,尤其对细小干燥的粉尘更适宜。 六、除尘效率 丹尼斯(Dennis—klemm)提出效率公式: 教 学 内 容 cR——脱除浓度 , g/m3, 取0.5mg/m3; m——粉尘负荷, g/m2; Pn——无因次参数。 由上式可见,粉尘层越厚,m越大,效率越高。 颗粒层除尘器 颗粒层除尘器是利用颗粒状物料(如硅石、矸石等)作填料层的一种内部过滤式除尘装置。滤沉机制与袋式除尘器相似。 五、袋式除尘器的选择、设计和应用 净化装置的选择关键是净化效率、处理能力和动力消耗间的平衡问题。净化效率高的装置往往动力消耗大,或设备费较高,所以应在全面衡量装置的技术指标和经济指标的基础上进行选择。 一般考虑的因素:风量、效率、粒径分布、压力损失、能否达排放标准、气体性质(T、P、ρ等)、粉尘性质(ci、成分、d、ρp、回收价值等)、初投资、运转费用、维护费用。 全面比较装置的技术指标和经济指标,选定合适的净化装置,确定出装置的型号规格和运行参数。 第 19 次课 2 学时 上次课复习: 1. 滤料结构 2. 清灰方法 3. 除尘器的选择与设计 4. 除尘器的发展 本次课题(或教材章节题目):第七章 气态污染物控制技术基础 第一节 气体吸收 教学要求:了解并掌握气体吸收原理及计算; 重 点: 1. 气体吸收原理及吸收计算 难 点: 吸收原理 教学手段及教具:多媒体 讲授内容及时间分配: 1. 气体吸收原理及计算 讲课时间:2学时 课后作业 P301 7.3 7.4 7.5 参考资料 第七章 气态污染物控制技术基础 第一节 气体吸收 一、吸收机理 1. 双膜模型(应用最广) 假定: (1)界面两侧存在气膜和液膜,膜内为层流, 传质阻力只在膜内 (2)气膜和液膜外湍流流动,无浓度梯度, 即无扩散阻力 (3)气液界面上,气液达溶解平衡 即:CAi=HPAi (4)膜内无物质积累,即达稳态. 2. 渗透模型 假定: (1)气液界面上的液体微元不断被液相主体中浓度为CAL的微元置换 (2)每个微表面元与气体接触时间都为t (3)界面上微表面元在暴露时间t内的吸收速率是变化的 3. 表面更新模型 假定: (1)各表面微元具有不同的暴露时间,t=0-¥ (2)各表面元的暴露时间(龄期)符合正态分布 4. 其它模型 如:表面更新模型的修正;基于流体力学的传质模型;界面效应模型。 5. 双膜理论 (1)双膜模型 气相分传质速率 NA=ky(yA-yAi) NA=ky(pA-pAj) 液相分传质速率 NA=kx(xAi- xA) NA=ky(cAj- cA) 总传质速率方程 NA=Ky(yA- y*A) NA=Kx(xA*-xA) NA=Kai(pA-pA*) xAL (2)气液平衡 常见气体平衡溶解度 亨利定律:一定温度下,稀溶液中溶质的溶解度与气相中溶质的平衡分压成正比 (3)吸收系数 吸收系数的不同形式见下图: (4)传质阻力 传质阻力-吸收系数的倒数 传质阻力=气相传质阻力+液相传质阻力 (5)传质过程 吸收质与吸收剂;设备、填料类型;流动状况、操作条件 二、物理吸收 吸收过程如图所示: 操作线、平衡线吸收推动力见图。 吸收塔的最小液气比见图 三、化学吸收 1. 化学吸收的优点: (1)溶质进入溶剂后因化学反应消耗掉,溶剂容纳的溶质量增多 (2)液膜扩散阻力降低 (3)填料表面的停滞层仍为有效湿表面 两分子反应中相界面附近液相内A与B的浓度分布图 第 20 次课 2 学时 上次课复习: 气体吸收原理及计算 本次课题(或教材章节题目):第七章 气态污染物控制技术基础 第二节 气体吸附 教学要求:了解并掌握气体吸收原理及计算; 重 点:气体吸附原理及吸收计算 难 点: 吸收原理 教学手段及教具:多媒体 讲授内容及时间分配: 1. 气体吸附 讲课时间:2学时 课后作业 P302 7.9 7.10 7.11 参考资料 l 第二节 气体吸附 l 吸附 Ø 用多孔固体吸附剂将气体(或液体)混合物中的组分浓集于固体表面 Ø 吸附质-被吸附物质 Ø 吸附剂-附着吸附质的物质 l 优点:效率高、可回收、设备简单 l 缺点:吸附容量小、设备体积大 吸附机理 物理吸附和化学吸附 物理吸附和化学吸附 • 同一污染物可能在较低温度下发生物理吸附 • 若温度升高到吸附剂具备足够高的活化能时,发生化学吸附 l 吸附剂需具备的特性 Ø 内表面积大 Ø 具有选择性吸附作用 Ø 高机械强度、化学和热稳定性 Ø 吸附容量大 Ø 来源广泛,造价低廉 Ø 良好的再生性能 常用吸附剂特性:分子筛特性 l 操作条件 Ø 低温有利于物理吸附;高温利于化学吸附 Ø 增大气相压力利于吸附 l 吸附质性质、浓度 Ø 临界直径-吸附质不易渗入的最大直径 Ø 吸附质的分子量、沸点、饱和性 l 吸附剂活性 Ø 单位吸附剂吸附的吸附质的量 Ø 静活性-吸附达到饱和时的吸附量 Ø 动活性-未达到平衡时的吸附量 常见分子的临界直径 气体吸附的影响因素 l 吸附剂再生 吸附剂再生 吸附平衡 第 23 次课 2 学时 上次课复习:3.燃烧侯脱硫技术及其研究进展 4.燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价 5中国控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施和重大行动. 本次课题(或教材章节题目):第九章 固定源氮氧化物的污染控制 1. 氮氧化物的性质及来源 2. 燃烧过程中氮氧化物的形成机理 3. 低氮氧化物燃烧技术 4. 烟气脱硝技术 教学要求:主要介绍氮氧化物的性质及来源,燃烧过程中氮氧化物的形成机理,低氮氧化物燃烧技术及烟气脱硝技术等知识点。要求学生能够掌握固定源氮氧化物的污染控制技术 重 点: 燃烧过程中氮氧化物的形成机理,低氮氧化物燃烧技术,烟气脱硝技术 难 点:热力型NOx的形成机理,先进的低氮氧化物燃烧技术,SCR、SNCR烟气脱硝技术。 教学手段及教具:多媒体 讲授内容及时间分配: 第一节 氮氧化物的性质及来源 第二节 燃烧过程中氮氧化物的形成机理 讲课时间:2学时 第三节 低氮氧化物燃烧技术 第四节 烟气脱硝技术 课后作业 P376 9.1 9.4 9.13 参考资料 注:本页为每次课教案首页 第九章 氮氧化物污染控制 主要内容: b 1. 氮氧化物的性质及来源 b 2. 燃烧过程中氮氧化物的形成机理 b 3. 低氮氧化物燃烧技术 b 4. 烟气脱硝技术 第一节 氮氧化物的性质及来源 b NOx包括: Ø N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 Ø 大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在 b NOx的性质: Ø N2O:单个分子的温室效应为CO2的200倍,并参与臭氧层的破坏 Ø NO:大气中NO2的前体物质,形成光化学烟雾的活跃组分 Ø NO2: 强烈刺激性,来源于NO的氧化,酸沉降 b NOx的来源 Ø 固氮菌、雷电等自然过程(5×108t/a) Ø 人类活动(5×107t/a) § 燃料燃烧占 95%。 主要来自:各种锅炉、焙烧炉、窑炉等的燃烧过程;机动车尾气排放。 § 其他: 硝酸生产和各种硝化过程(如化肥厂);冶金行业中的炼焦、烧结、冶炼等高温过程;金属表面的硝酸处理。 § 95%以NO形式,其余主要为NO2。 第二节 燃烧过程NOx的形成机理 b 形成机理 Ø 1. 燃料型NOx 燃料中的固定氮生成的NOx Ø 2. 热力型NOx 高温下N2与O2反应生成的NOx Ø 3. 瞬时NO 低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO b 热力型NOx的形成 产生NO和NO2的两个重要反应 平衡常数和平衡浓度 上述反应的化学平衡受温度和反应物化学组成的影响; 平衡时NO浓度随温度升高迅速增加。 b 上述数据说明: 1) 室温条件下,几乎没有NO和NO2生成,并且所有的NO都转化为NO2; 2) 800K左右,NO与NO2生成量仍然很小,但NO生成量已经超过NO2; 3) 常规燃烧温度(>1500K)下,有可观的NO生成,但NO2量仍然很小; 4) 平衡时NO浓度随温度升高而迅速增加; 5) 较低空气过剩系数有利于控制NOx的形成。 烟气冷却过程中,根据热力学计算,NOx应主要以NO2的形式存在,但实际90%~95%的NOx以NO的形式存在,主要原因在于动力学控制。 Ø NO/NOx Ratio boiler vehicles nature gas 0.9~1.0 internal comb. engine 0.99~1.0 coal 0.95~1.0 6# fuel oil 0.96~1.0 diesel engine 0.77~1.0 b 热力型NOx形成的动力学——Zeldovich模型 NO生成的总速率 b 假定N原子的浓度保持不变 Ø 得到 Ø 代入(6)式得 b 假定O原子的浓度保持不变 b 最终得 b 积分得NO的形成分数Y与时间t 之间的关系 各种温度下形成NO的浓度-时间分布曲线 在各种温度下NO浓度随时间的变化曲线(N2/O2=40:1) b 根据泽利多维奇预测结果: b 压力对M值影响较弱,温度影响较强,即影响NO生成总量,也影响NO生成速率; b 在相同停留时间,不同温度下NO生成速率有显著差别; b 为减少NO生成量,可采取降低火焰区温度和后火焰区温度,减少停留时间的途径。 瞬时NO的形成: b 碳氢化合物燃烧时,分解成CH、CH2和C2等基团,与N2发生如下反应 b 火焰中存在大量O、OH基团,与上述产物反应: 小结: b 低温火焰中生成的NO的量明显高于泽氏预测的结果. 因此,低温火焰中形成的NO多为瞬时NO; b 瞬时NO生成量平均为30g/GJ。 燃料型NOx的形成: b 燃料中的N通常以原子状态与HC结合,C—N键的键能较N ≡N 小,燃烧时容易分解,经氧化形成NOx; b 火焰中燃料氮转化为NO的比例取决于火焰区NO/O2的比例; b 燃料中20%~80%的氮转化为NOx。 第24 次课 2 学时 上次课复习:提问: 1. 氮氧化物的性质及来源 (1)人类活动的主要来源? (2)NOx主要存在形式及性质? 2. 燃烧过程中氮氧化物的形成机理 热力型NOx 瞬时型NOx 燃料型NOx 本次课题(或教材章节题目):第九章 固定源氮氧化物的污染控制 3. 低氮氧化物燃烧技术 4. 烟气脱硝技术 教学要求:主要介绍低氮氧化物燃烧技术及烟气脱硝技术等知识点。要求学生能够掌握固定源氮氧化物的污染控制技术 重 点:低氮氧化物燃烧技术,烟气脱硝技术 难 点:先进的低氮氧化物燃烧技术,SCR、SNCR烟气脱硝技术。 教学手段及教具:多媒体 讲授内容及时间分配: 讲课时间:2学时 第三节 低氮氧化物燃烧技术 第四节 烟气脱硝技术 课后作业 P376 9.1 9.4 9.13 参考资料 注:本页为每次课教案首页 第三节 低NOx燃烧技术原理 b 控制NOx形成的因素 Ø 空气-燃料比 Ø 燃烧区温度及其分布 Ø 后燃烧区的冷却程度 Ø 燃烧器形状 低NOx燃烧技术 b 传统低NOx燃烧技术 Ø 1. 低氧燃烧 § 降低NOx的同时提高锅炉热效率 § CO、HC、碳黑产生量增加 § b 2. 降低助燃空气预热温度 Ø 燃烧空气由27oC 预热到315oC ,NO 排放量增加3 倍 3. 烟气循环燃烧 采用燃烧产生的部分烟气冷却后,再循环送回燃烧区,起到降低氧浓度和燃烧区温度(主要减少热力型NOx)的作用,以达到减少NO生成量的目的.烟气循环率25%-40%。 b 4. 两段燃烧技术 Ø 第一段:氧气不足,烟气温度低,NOx生成量很小 Ø 第二段:二次空气,CO、HC完全燃烧,烟气温度低 先进的低NOx燃烧技术 b 原理:低空气过剩系数运行技术+分段燃烧技术 Ø 1. 炉膛内整体空气分级的低NOx直流燃烧器 § 炉壁设置助燃空气(OFA,燃尽风)喷嘴 § 类似于两段燃烧技术 § 要求: § 合理确定燃尽风喷口与最上层煤粉喷口的距离 § 燃尽风量要适当 § 燃尽风应有足够高的流速,以便能与烟气充分混合. 先进的低NOx燃烧技术 b 2. 空气分级的低NOx旋流燃烧器 既要控制燃料型NOx和热力型NOx的生成,又要具有较高的燃烧效率. Ø 一次火焰区:富燃,含氮组分析出但难以转化 Ø 二次火焰区:燃尽CO、HC等 Ø b 3. 空气/燃料分级的低NOx燃烧器 Ø 空气和燃料均分级送入炉膛 Ø 一次火焰区下游形成低氧还原区,还原已生成的NOx 为氮气。 Ø Ø 第四节 烟气脱硝技术 b 脱硝技术的难点 Ø 处理烟气体积大 Ø NOx 浓度相当低 Ø NOx 的总量相对较大 b 1. 选择性催化还原法(SCR) Ø 催化剂:贵金属、碱性金属氧化物 Ø 还原反应 Ø 潜在氧化反应 b 还原剂: NH3 (常用) 、H2S 、 CO b 反应特点: b 使氨能有选择的和气体中的NOX进行反应,而不和氧反应。 b 常用催化剂: b 1)贵金属 2)非贵金属的氧化物或盐类 Cu、Cr、Fe、V、Mn b 优点: b 1)   还原剂基本上不与氧反应,避免了无谓消耗,同时大大减小了反应热,催化床温度变化小易于控制,采用一段流程即可; b 2)   催化剂易得,选择余地大; b 3)   还原剂NH3相对易得,起燃温度低反应热低,床温通常低于3000C,有利于延长催化剂寿命和降低反应器对材料要求。 b 非选择性催化还原法(SNCR) Ø 尿素或氨基化合物作为还原剂,较高反应温度 Ø 化学反应 Ø Ø 同样,需要控制温度避免潜在氧化反应发生。 还原剂: H2、CH4 、合成氨释放气 b 反应特点: 反应分两步进行 b 1)脱色反应:2)脱除反应(慢) b 常用催化剂: b Pt或Pd常以0.5%的Pt或Pd载于氧化铝载体上。 b 优缺点: b 1)燃量消耗量大(耗用于比NOX含量高得多的O2) ; b 2)产生大量热,须增设废热锅炉来降低反应气体温度,同时回收废热。 b 3)需贵金属作催化剂。 b 4)投资大。 吸收法: b 常见的有:水吸收法、酸吸收法、碱吸收法、吸收还原法、氧化吸收法、络合吸收法等。 b 吸收法的特点:工艺简单、投资少,能以硝酸盐等形式回收废气中NOx达到综合利用的目的。 b 液体吸收法的分类 Ø 水吸收法 b 因为NO水溶解度小,所以该法吸收效率不高,尤其不能应用于含NO为主的废气净化。 Ø 酸吸收法 § 以浓硫酸作吸收剂 b b 亚硝基硫酸可以生产硫酸和硝酸。此方法可用于同时生产浓硫酸和浓硝酸企业的NOx尾气净化。 § 以稀硝酸作吸收剂 b NOx在稀硝酸中的溶解度较高,属于物理吸收。 Ø 碱液吸收法 b 吸收剂:纯碱、烧碱。 b 反应式: b 优点:可生成亚硝酸钠和硝酸钠,有一定的经济效益。 b 缺点:净化效率低,一般仅60%,这是因为NO本身不被碱吸收,只有在NO2/NO≥1时才能被吸收。 b 此法适用于NO2/NOx(氧化度)≥50%的尾气。 Ø Ø 碱液吸收, 必须首先将一半以上的NO 氧化为NOx § NO/NO2 =1 效果最佳 Ø 吸收还原法 b 吸收液:亚硝酸盐、亚硫酸盐、硫化物或尿素的水溶液。净化效率高。NOx被还原生成氮气。 Ø 氧化吸收法 b 原理:含有部分NO和NO2的NOx中的NO被氧化生成NO2(硝酸、活性炭、氧、原子氧等),然后NO2被碱液吸收。 Ø 络合吸收法 b 原理:络合剂:FeSO4、EDTA、Na2SO3。 b 特点:吸收容量小。 b 4. 吸附法 b 吸附剂:活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤 b NOx和SO2联合控制技术 b 吸附剂:浸渍碳酸钠的g-Al2O3 b 反应式 b b 再生:天然气、CO NOx控制技术比较: LNB-低氮氧化物燃烧 AOFA-改进的燃尽风法 SCR-选择性催化还原 SNCR-选择性非催化还原 第 25 次课 2 学时 上次课复习: 有机污染物特性 本次课题(或教材章节题目):第十章 挥发性有机物污染控制 第一节 蒸汽压及蒸发 第二节 VOCs(volatile organic compounds)污染控制技术 教学要求:1、了解并掌握蒸汽压的定义及计算; 2、了解并 VOCs(volatile organic compounds)污染控制技术 重 点: 1. 蒸汽压计算 2. VOCs(volatile organic compounds)污染控制技术 难 点: VOCs(volatile organic compounds)污染控制技术 教学手段及教具:多媒体 讲授内容及时间分配: 1. 蒸汽压及蒸发 2. VOCs(volatile organic compounds)污染控制技术 讲课时间:2学时 课后作业 P429 10.1 10.2 10.3 参考资料 第十章 挥发性有机物污染控制 1.蒸气压及蒸发 2.VOCs(volatile organic compounds)污染预防 3.VOCs污染控制方法和工艺 第一节 蒸气压与蒸发 蒸气压是判断有机物是否属于挥发性有机物的主要依据。 温度越高,蒸气压越大。 一、蒸气压 1. 空气中VOCs的含量低,可视为理想气体,拉乌尔定律: 2. 气液平衡: 克劳休斯-克拉佩龙(Clausius-Clapyron)方程: 二、挥发与溶解 三、VOCs排放 第二节 VOCs污染预防 一、VOCs控制技术可分为两类 1. 防止泄漏为主的预防性措施 1) 替换原材料 2) 改变运行条件 3) 更换设备等 2. 末端治理为主的控制性措施 二、VOCs控制技术 1. VOCs替代 2. 工艺改革 ① 非挥发性溶剂工艺取代挥发性溶剂工艺,如流化床粉剂涂料和紫外平版印刷术 ② 石油及石化生产过程:回收利用放空气体 3. 泄漏损耗及控制 ① 充入、呼吸和排空损耗 ② 充入、呼吸和排空导致的VOCs排放 ③充入、呼吸和排空损耗 a. 呼吸损耗 呼吸损耗-温度变化使容器产生“吸进和呼出”而导致的有机物损耗; 白天呼出,夜晚吸进 可通过在容器出口附加的蒸气保护阀来控制 b. 汽油的转移和呼吸损耗 汽油(50 余种碳氢化物和其他痕量物质,C8H17) 汽油已挥发部分所占的百分比/% ④ 转移损耗控制方法 浮顶罐,用于储存大量的高挥发性的液体。用于密封的浮顶盖浮在液面上,液面以上没有空隙。液体注入或流出时顶盖随之上下浮动,避免上面所讲述的呼吸损耗。但是这种密封方式(一般采用有弹性的橡胶薄盖,类似于汽车上的雨刷)并不是完美的,仍然会有密封损失。这张草图没有给出防雨雪装置和其他的细节。 转移损耗控制方法-阶段1控制 第 26 次课 2 学时 上次课复习: 1. 蒸汽压的计算 2. VOCs(volatile organic compounds)污染控制技术 本次课题(或教材章节题目):第十章 挥发性有机物污染控制 第三节 VOCs控制方法和工艺 教学要求:了解并掌握 VOCs控制方法和工艺; 重 点: VOCs控制方法和工艺 难 点: VOCs控制方法和工艺 教学手段及教具:多媒体 讲授内容及时间分配: VOCs控制方法和工艺 讲课时间:2学时 课后作业 P429 10.6 10.7 参考资料 THANKS !!! 致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习课件等等 打造全网一站式需求 欢迎您的下载,资料仅供参考
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