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有化學反應存在的氣液相平衡
為了加快凈化速率、提高凈化效率,實際氣態污染物凈化過程通常采用化學吸收法。此時,氣態污染物的總溶解量由液相物理吸收量和化學反應消耗量兩部分組成。即CA-LAL-HHS 化學平(4-13)其中,[A]甲可果用亨利定律近似計算,而[A學平可根據化學平衡進行計算。
設氣態污染物A與吸收液中所含組分B發生如下反應:aA+bB、=mM+nN則氣態污染物A在溶液中的轉化過程可表示為(4aA()+bB、mM+mN由享利定律有[A]=平=HAp2(4-14)由化學平衡有KTA][BCT(4-15)式(4-15)中[A]就是式(4-14)中的[A]m平,在已知化學平衡常數K及反應前后某種反應物B或C…的濃度變化的情況下可求出生成物M、N的濃度,再由化學反應式可求出A4,從而可由式(413)求出C。下面以溶液中只有一種組分與氣態污染物A發生反應且化學計量數為1的簡單情況來分別討論不同反應情況下的平衡
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被吸收組分A與溶劑相互作用
水對氨的吸收過程就屬于這種情況。這種情況下氣態污染物A在溶液中的轉化過程的通式可表示為(氣Aa)+B)→M(a)中、的增加、組分A在液相內的溶解度C、度大,但無論怎樣增大中端個N是小上的、就是在種浸應阻情混下,對純將的化學吸N分的度(的大值木過明收幫性組分的初始濃度值以的是一些較為單的戦反應,対下棱復的情混,如溶液中反應組分不止一種成單數木都等1用式(有13)式(15)來求取C。氣門單糖從氣相南液相轉的過程,對于吸收機理以雙膜理論應用較為普,圖題輪樂意、相按觸的氣液兩相間存一軸定的相界離、在相界面兩額的氣相和液氣照液博中分在滑照、腳氣膜和液服、在傳質方面氣以外的氣相為氣相去體、在液以外的面減相稱為液相主體、限過程為,被收組分從氣相主體過氣邊界向氣移動;被吸收分從氣膜相界釋被收組分在相界氣相主體溶人相滑人液相的被吸收組分從氣液液相主體相內液移動)溶入液相的被收組分從內液流者體移、滑膜課,準糧態限收操作中,從氣主體傳速到界離收質的通量等于從界面傳圖4=2雙膜理論示意相主體的量、在界面上無限收質的積累和虧損、被吸收組分在氣膜和液膜內的傳質速率用滿述分子擴教的費克定律推出對氣以N(PM PA)- (PAA P)(4-29)式中、N為被收組分A的傳質速率,kmol/om2:a)D為組分A在氣相中的分子擴散數、momいいPa)る為氣膜厚度,m:pa、P分別為氣相主體與界面處的分壓,Pa氣相傳質系數、mwl/(mい8?Pa)對于液照NA是(Cい=CA)=Aa(CA=CA)(4-30)式中,D為組分A在液相中的分子擴戦系數,m/a為液膜厚度,mC、C分別為相者體與界面處的液度,mol/m'A為氣相傳質系數,m/a由于組分A在界面位置處于氣液平衡狀態,根據章利定律有CN=H、p(4-31)將式(431)代入式(20)、式(30)中、消去界面參數、CA可得穩定吸收過程的總傳率方程式K A(P-PI)(4-32)K (CN(4-33)中k-+(4-34)(4-35式(4-32)、式(4-33)表明,傳質過程速率N等于傳質推動力(Pn-p)與傳質I/KAa之比或(C-CA)與傳質阻力1/KA之比。傳質推動力越大,傳質阻力越小,則過程傳質速率就越快。從式(4-34)、式(4-35)中可以看出,吸收過程總阻力1/K為氣膜阻力11和液阻力之和、1バ為液限阻力1Aん。與氣膜阻力之和。在總傳質阻力中、氣的阻力遠遠大于液膜阻力,則稱為氣膜控制;若液膜阻力遠遠大于氣膜阻力則稱為液膜控制,分吸收過程的膜控制情況見表4-8。表4-8部分吸收的膜控制情況氣、液控制液膜控制氣膜控圖水吸收CO水成氨水吸收氨水或弱堿吸收水吸收丙濃硫酸吸收SO水吸收氧氣濃硫酸吸收NO水成*吸收HC水吸收水吸收氨酸吸收5%氨堿吸收H2S或氨水吸收氫氧化鈉溶液吸收H2S液體的蒸發或冷要提高過程的吸收速率可采取以下措施:①提高氣液相對運動速度,以減小氣膜和液膜的厚度:②增大供液量,降低液相吸收濃度,以增大吸收推動力;③增加氣液接觸面積;④選用對吸收質溶解度大的吸收劑。
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