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廢氣處理設備設計的基本理論

2022-06-09

廢氣處理設備的共同特點是將氣體中的污染物資分離出來或轉化為無害物質,以達到廢氣處理的目的。通常采用的除塵、吸收、吸附、催化、冷凝等廢氣處理技術均屬單元操作,對各種單元操作的研究發現其共同規律及內在聯系就在于三傳的理論。因此動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞及化學反應工程學是廢氣處理設計的基本理論。

一、流體動力過程

研究氣體的流動及氣體和與之接觸的固體或液體之間發生先對運動時的基本規律。廢氣處理設備的操作效率與氣體流動狀況有密切關系。研究氣體流動對尋找設備的強化途徑有重要意義。


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例如對于管路及設備的阻力,需要利用流體力學的理論去解決、降低流速、車間通風改造提高流通面積、改善廢氣處理設備氣體入口的分布狀態、消除初始動能等措施均有利于降低設備的阻力。

二、熱過程

研究傳熱的基本規律并在單元操作中利用這些基本規律強化設備,提高廢氣處理效率是設計匯總常遇到的問題。設備結構要符合凈化過程的要求。例如催化反應裝置需 及時將反應熱導出,否則會引起催化劑的過熱而使活性下降。為此在設計過程中常根據能量守恒定律進行熱量衡算,并采取措施以保證操作過程的正常運行。

三、傳質過程

研究物質通過相界面遷移過程的基本規律。所有廢氣處理技術都涉及到異相傳質問題。為保證傳遞速度穩定必須有足夠的想接觸面積,需根據質量守恒定律對設備進行物料衡算。采取措施增大相接觸面積,更新相界面,提高傳質速度。

四、化學反應工程學

化學反應工程學主要是以流體力學、熱傳遞及物質傳遞原理及化學動力學為基礎,研究廢氣處理設備各方面的關系及影響,以闡明工業反應過程的實質,目的在于控制生產規模的化學反應過程,并對設計工作者提供理論依據,使之能結合具體工藝要求進行更好反應器的設計。


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