第章_吸附法净化气态污染物.ppt

《第章_吸附法净化气态污染物.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第六章吸附法净化气态污染物吸附及吸附剂吸附机理吸附装置及工艺引言1、吸附净化的概念：（1）多孔性固体物质具有选择性吸附废气中的一种或多种有害组分的特点。（2）吸附净化是利用多孔性固体物质的这一特点，实现净化废气的一种方法。2、吸附净化法的特点（1）适用范围①常用于浓度低，毒性大的有害气体的净化，但处理的气体量不宜过大；②对有机溶剂蒸汽具有较高的净化效率；③当处理的气体量较小时，用吸附法灵活方便。（2）优点：净化效率高，可回收有用组分，设备简单，易实现自动化控制。（3）缺点：吸附容量小，设备体积大；吸附剂容量往往有限，需频繁再生，间歇吸附过程的再生操作麻烦且设备利用率低。（4）

2、应用：广泛应用于有机化工、石油化工等部门。环境治理方面：废气治理中，脱除水分、有机蒸汽、恶臭、HF、SO2、NOX等。2．吸附的分类1）物理吸附：也称为范德华吸附，它是吸附质和吸附剂以分子间作用力为主的吸附。（1）非选择性吸附。吸附力为固体表面的原子或基团与外来分子间的引力，本质是范德华力。（2）分子筛效应。多孔固体的微孔孔径是均一的，而且与分子尺寸相当。小于微孔孔径的分子可以进入微孔而被吸附，比孔径大的分子则被排斥在外，这种现象称为分子筛效应。（3）通过微孔的扩散。利用气体在多孔固体中扩散速率的差别可以将混合物分离。（4）微孔中的凝聚。多数情况下毛细管上的可凝气体会在小于其

3、正常蒸气压的压力下在毛细管中凝聚。因此多孔固体周围的可凝缩气体会在与其孔径对应的压力下在微孔中凝聚。2）化学吸附：是吸附质和吸附剂分子间的化学键作用所引起的吸附，也称为“活性吸附”。3．吸附质、吸附剂：在固体表面积蓄的组分称为吸附质(adsorbate)，多孔固体称为吸附剂(adsorbent)，其主要特征为具有多孔结构和很大的比表面积。吸附技术：目前已经开发出以下三类吸附过程流程：1）变温吸附。吸附通常在环境温度进行，而解吸在直接或间接加热吸附剂的条件下完成，利用温度的变化实现吸附和解吸再生循环操作。2）变压吸附。在较高组分分压的条件下选择性吸附气体混合物中的某些组分，然后

4、降低压力或抽真空使吸附剂解吸，利用压力的变化完成循环操作。3）变浓度吸附。气体混合物中的某些组分在环境条件下选择性的吸附，然后用少量强吸附性气体解吸再生。吸附技术的应用（1）气体或液体的脱水及深度干燥，如将乙烯气体中的水分脱到痕量，再聚合。（2）气体或溶液的脱臭、脱色及溶剂蒸气的回收，如在喷漆工业中，常有大量的有机溶剂逸出，采用活性炭处理排放的气体，既减少环境的污染，又可回收有价值的溶剂。（3）气体中痕量物质的吸附分离，如纯氮、纯氧的制取。（4）分离某些精馏难以分离的物系，如烷烃、烯烃、芳香烃馏分的分离。（5）废气和废水的处理，如从高炉废气中回收一氧化碳和二氧化碳，从炼厂废水

5、中脱除酚等有害物质。（1）物理吸附的特点吸附剂和吸附质之间通过分子间力作用所发生的吸附为物理吸附。没有选择性。吸附质并不固定在吸附剂表面的特定位置上，而是多少能在界面范围内自由移动。物理吸附主要发生在低温状态下，放热较小。可以是单分子层或多分子层吸附。解吸容易。影响物理吸附的主要因素是吸附剂的表面积和细孔分布。（2）化学吸附的特点吸附剂和吸附质之间发生由化学键力引起的吸附称为化学吸附。有选择性，即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸附作用。一般为单分子层吸附，分子不能在表面自由移动。吸附牢固，解吸困难。1.吸附类型：物理吸附和化学吸附物理吸附化学吸附1.吸附力－范德华力；2.

6、不发生化学反应；3.过程快，瞬间达到平衡；4.放热反应；5.吸附可逆；1.吸附力－化学键力；2.发生化学反应；3.过程慢；4.升高温度有助于提高速率；5.吸附不可逆；物理吸附和化学吸附同一污染物可能在较低温度下发生物理吸附若温度升高到吸附剂具备足够高的活化能时，发生化学吸附影响吸附的因素（1）吸附剂性质的影响1）比表面积单位重量吸附剂的表面积称为比表面积。吸附剂的粒径越小，或是微孔越发达，其比表面积越大。吸附剂的比表面积越大，则吸附能力越强。2）孔结构吸附剂内孔的大小和分布对吸附性能影响很大。孔径太大，比表面积小，吸附能力差。孔径太小，则不利于吸附质扩散，并对直径较大的分子起

7、屏蔽作用。一、吸附机理表面化学性质吸附剂在制造过程中会形成一定量的不均匀表面氧化物，其成分和数量随原料和活化工艺的不同而异。表面氧化物成为选择性的吸附中心，使吸附剂具有类似化学吸附的能力，一般说来，有助于极性分子的吸附，削弱对非极性分子的吸附。吸附质的性质对于一定的吸附剂，由于吸附质性质的差异，吸附效果也不一样。通常活性炭对有机物的吸附量随有机物分子量的增大而增加。吸附剂工业吸附剂必须满足下列要求:（a）吸附能力强；（b）吸附选择性好；（c）吸附平衡浓度低；（d）容易再生和再利用；（e）机械强度好；（f