廢氣處理設(shè)備設(shè)計(jì)的基本理論

 

廢氣處理設(shè)備的共同特點(diǎn)是將氣體中的污染物分離或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，從而達(dá)到廢氣凈化的目的。常用的廢氣處理技術(shù)，如除塵、吸收、吸附、催化和冷凝，都是單元操作。對(duì)各種單位運(yùn)算的研究表明，它們的共同規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系在于三傳理論。因此，動(dòng)量傳遞、傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)工程是廢氣處理設(shè)計(jì)的基本理論。

 

一、流體動(dòng)力學(xué)過程

 

研究氣體的流動(dòng)以及氣體和與之接觸的固體或液體之間第一對(duì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。廢氣處理設(shè)備的運(yùn)行效率與氣體流動(dòng)狀況密切相關(guān)。研究氣體流動(dòng)對(duì)尋找強(qiáng)化設(shè)備的方法具有重要意義。

 

例如，對(duì)于管道和設(shè)備的阻力，就需要用流體力學(xué)的理論來解決。降低流量、改善上海車間通風(fēng)面積、改善廢氣處理設(shè)備進(jìn)氣口分布狀態(tài)、消除初始動(dòng)能等措施都有利于降低設(shè)備阻力。

 

二、熱過程

 

研究傳熱的基本規(guī)律，并利用這些基本規(guī)律強(qiáng)化裝置運(yùn)行中的設(shè)備，提高廢氣處理效率，是設(shè)計(jì)總結(jié)中遇到的常見問題。設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足凈化工藝要求。例如，催化反應(yīng)裝置需要及時(shí)導(dǎo)出反應(yīng)熱，否則會(huì)導(dǎo)致催化劑過熱，降低其活性。因此在設(shè)計(jì)過程中往往根據(jù)能量守恒定律進(jìn)行熱平衡計(jì)算，并采取措施保證運(yùn)行過程的正常運(yùn)行。

 

三、傳質(zhì)過程

 

研究物質(zhì)通過相界面遷移的基本規(guī)律。所有廢氣凈化技術(shù)都涉及非均相傳質(zhì)。為了保證穩(wěn)定的傳動(dòng)速度，必須有足夠的接觸面積，設(shè)備的物料平衡要按質(zhì)量守恒定律計(jì)算。采取措施增加接觸面積，更新相界面，提高傳質(zhì)速度。

 

四、化學(xué)反應(yīng)工程

 

化學(xué)反應(yīng)工程主要以流體力學(xué)、傳熱傳質(zhì)原理和化學(xué)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，研究廢氣處理設(shè)備各方面的關(guān)系和影響，以闡明工業(yè)反應(yīng)過程的本質(zhì)，旨在控制生產(chǎn)規(guī)模的化學(xué)反應(yīng)過程，為設(shè)計(jì)人員提供理論依據(jù)，使他們能夠根據(jù)具體的工藝要求設(shè)計(jì)出最佳的反應(yīng)器。