05有害气体的吸附净化2.0.ppt

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1、第5章　有害气体的吸附净化第一节　吸附的基本概念第二节　吸附理论第三节吸附过程的计算第四节化学吸附第五节吸附剂再生----第一节　吸附的基本概念气体吸附是一种在空气污染中日益获得重视的有效方法，吸附技术的多样性和应用的广泛性，特别增强了吸附作为一种气相污染控制方法的吸引力。一般来说，吸附在实用上和经济上优于有竞争性的湿式工艺（如洗涤法）之处有以下几个方面：（1）干床层、非腐蚀系统；（2）良好的控制和对过程变化的敏感；（3）没有化学品的处理问题；（4）全自动、无人管理操作；（5）能把生产过程气流中的污染物去除到极低的含量。因此吸附技术广泛应用于工业气体的净化过程，以及有毒气体的个人防护

2、过程。----第一节　吸附的基本概念定义：吸附法是一种常用的净化方法．它是利用一些固态物质对气体的吸附能力来除去废气中某些有害组分，从而达到净化目的。这种具有较大吸附能力的固态物质称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。吸附法特别适用于处理低浓度废气和高净化要求的场合；对各种有机溶剂蒸气，其净化效率接近100％。一定量的吸附剂所能吸收的气体量是有限度的，在吸附一定时间之后会达到饱和，这时需要更换吸附剂。用过的吸附剂经过再生(解吸)后能够重复使用。----公元前1550年，古埃及就将木炭用于治疗疾病；中国汉代将木炭用于墓穴中的防腐。（长沙马王堆）16世纪后，炭用于食品工业液相脱色；一战（1

3、914——1918）德国使用毒气（氯气）俄罗斯捷林斯基（1861——1953年）发明了第一个通用的木炭防毒面具。活性炭：是在用于脱除酒精中的微量杂醇油后重新经过煅烧的木炭。具有较高的吸附能力。----第一节　吸附的基本概念一、吸附原理1、和吸收过程不同⑴吸收过程中吸收剂是液体，而吸附过程中吸附剂是固体；⑵吸收时吸收质均匀分散在液相中（例如，硫酸或石灰吸收水分），而吸附时吸附质只吸附在吸附剂表面，形成一层吸附层。2、分类吸附过程可以分为物理吸附和化学吸附两类。----第一节　吸附的基本概念⑴物理吸附固体吸附剂与气体分子之间普遍存在着分子间的引力，即范德华力。产生物理吸附的原因是分子间的

4、引力。物理吸附主要特征为：①固体表面与被吸附的气体之间不发生化学反应；②对吸附的气体没有选择性，可吸附一切气体；③既可以是单分子层吸附也可形成多分子层吸附；④吸附过程为放热过程。----第一节　吸附的基本概念⑵．化学吸附化学吸附也称活性吸附，它是由于固体表面与吸附气体分子之间的化学键所造成。化学吸附的特征为：①具有明显的选择性；②单分子层吸附；③吸附热量大。⑤吸附速率随温度升高而增加。故化学吸附宜在较高温度下进行。⑥为不可逆吸附。--------吸附法主要运用于以下几个方面：(1)对于低浓度气体，吸附法的净化效率要比吸收法高，吸附法常用于浓度低、毒性大的有害气体，但吸附法处理的气体量

5、不宜过大。(2)用吸附法净化有机溶剂蒸气具有较高的效率。(3)当处理的气量较小时，用吸附法灵活方便。影响气体吸附的因素(1)操作条件低温有利于物理吸附，提高温度有利于化学吸附。增大气相主体的压力、从而增大了吸附质的分压，有利于吸附、但压力增大会增加能耗，且操作要求高。气体流速大．压损大并使吸附质和吸附剂接触时间短、不利于吸附，气流速度应控制在一定范围内，对固定床吸附器而言，气流速度控制在0.2一0.6m／s范围内。(2)吸附剂性质吸附剂的孔隙率、孔径、颗粒度等影响其比表面面积的大小，因而影响吸附效果。(3)吸附质的性质与浓度其临界直径、分子量、沸点和饱和性等影响吸附量。若用同种活性炭

6、吸附结构相似的有机物时，吸附质分子量越大，沸点越高，不饱和性越大，越易被吸附。----吸附平衡(一)吸附过程吸附过程中吸附质的传送过程可以分为四个阶段1)吸附质分子通过气膜扩散到吸附剂外表面；(2)吸附质分子在微孔中扩散到达内表面；(3)吸附质分子被吸附在内表面活性点上；(4)吸附质分子由吸附剂内表面向晶格内部扩散。----(二)静活性与动活性单位质量吸附剂在一定的温度、压力下，达到饱和状态时所吸附的气体量称为吸附剂的静活性，又称平衡吸附量。静活性是表示吸附剂对气体吸附量的极限，是吸附操作的重要指标，是设计和控制吸附过程的重要参数。----气流通过一定厚度的吸附层时，出口处的吸附质浓

7、度随时间变化的曲线如图所示。从图中看出，开始时吸附层出口出的气体浓度为零，经一段时间后，在吸附层出口处出现吸附质，这种现象称为穿透，所经历的这段时间称为穿透时间。吸附过程出现穿透后，吸附层出口处的有害气体浓度迅速增加，直至与进口浓度相等为止。吸附层从操作开始到穿透，吸附层的单位质量吸附剂所吸附的气体量叫做吸附剂的动活性。在净化通风系统的排气时，吸附层穿透后一般应当立即更换吸附剂。----三、吸附剂的选择(一)吸附剂的特性吸附剂具有许多微孔，内表面积很大，例