廢氣處理設(shè)備設(shè)計的基本理論

廢氣處理設(shè)備的共同特點是將氣體中的污染物資分離出來或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，以達(dá)到廢氣凈化的目的。通常采用的除塵、吸收、吸附、催化、冷凝等廢氣處理技術(shù)均屬單元操作，對各種單元操作的研究發(fā)現(xiàn)其共同規(guī)律及內(nèi)在聯(lián)系就在于三傳的理論。因此動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞及化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)是廢氣處理設(shè)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(fā)生先對運動時的基本規(guī)律。廢氣處理設(shè)備的操作效率與氣體流動狀況有密切關(guān)系。研究氣體流動對尋找設(shè)備的強化途徑有重要意義。

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

二、熱過程

研 究傳熱的基本規(guī)律并在單元操作中利用這些基本規(guī)律強化設(shè)備，提高廢氣處理效率是設(shè)計匯總常遇到的問題。設(shè)備結(jié)構(gòu)要符合凈化過程的要求。例如催化反應(yīng)裝置需 及時將反應(yīng)熱導(dǎo)出，否則會引起催化劑的過熱而使活性下降。為此在設(shè)計過程中常根據(jù)能量守恒定律進(jìn)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(zhì)過程

研究物質(zhì)通過相界面遷移過程的基本規(guī)律。所有廢氣凈化技術(shù)都涉及到異相傳質(zhì)問題。為保證傳遞速度穩(wěn)定必須有足夠的想接觸面積，需根據(jù)質(zhì)量守恒定律對設(shè)備進(jìn)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(zhì)速度。

四、化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)

化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)主要是以流體力學(xué)、熱傳遞及物質(zhì)傳遞原理及化學(xué)動力學(xué)為基礎(chǔ)，研究廢氣處理設(shè)備各方面的關(guān)系及影響，以闡明工業(yè)反應(yīng)過程的實質(zhì)，目的在于控制生產(chǎn)規(guī)模的化學(xué)反應(yīng)過程，并對設(shè)計工作者提供理論依據(jù)，使之能結(jié)合具體工藝要求進(jìn)行最佳反應(yīng)器的設(shè)計。