气态污染物控制技术课件.ppt

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1、第七章气态污染物控制技术基础气体扩散气体吸收气体吸附气体催化净化嘉兴学院.生化学院第三节气体吸附吸附剂吸附机理吸附工艺与设备计算嘉兴学院.生化学院吸附用多孔固体吸附剂将气体（或液体）混合物中的组分浓集于固体表面吸附质－被吸附物质吸附剂－附着吸附质的物质优点：效率高、可回收、设备简单缺点：吸附容量小、设备体积大概述：嘉兴学院.生化学院吸附机理嘉兴学院.生化学院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.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；

2、4.升高温度有助于提高速率；5.吸附不可逆；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，发生化学吸附嘉兴学院.生化学院一、吸附剂①吸附剂的性质内表面积大具有选择性吸附作用高机械强度、化学和热稳定性吸附容量大来源广泛，造价低廉良好的再生性能嘉兴学院.生化学院②常用吸附剂特性吸附剂类型活性炭活性氧化铝硅胶沸石分子筛4A5A13x堆积密度/kg·m-3200～600750～1000800800800800热容/kJ(kg·K)-10.836～1.2540.836～1.0450.920.7940.794——操作

3、温度上限/K423773673873873873平均孔径/Å15～2518～48224513再生温度/K373～413473～523393~423473～573473～573473～573比表面积/㎡·g-1600～1600210～360600——————嘉兴学院.生化学院③气体吸附的影响因素操作条件低温有利于物理吸附；高温利于化学吸附增大气相压力利于吸附吸附剂性质比表面积（孔隙率、孔径、粒度等）嘉兴学院.生化学院吸附质性质、浓度临界直径－吸附质不易渗入的最大直径吸附质的分子量、沸点、饱和性吸附剂活性单位吸附剂吸附的吸附质的量静活性－吸

4、附达到饱和时的吸附量动活性－未达到平衡时的吸附量嘉兴学院.生化学院④吸附剂再生加热再生吸附作用，再生温度降压或真空解吸置换再生脱附剂需要再脱附溶剂萃取活性炭吸附SO2，可用水脱附嘉兴学院.生化学院二、吸附机理当吸附速度＝脱附速度时，吸附平衡，此时吸附量达到极限值极限吸附量受气体压力和温度的影响吸附等温线NH3在活性炭上的吸附等温线1、吸附平衡嘉兴学院.生化学院嘉兴学院.生化学院XT－单位吸附剂的吸附量P－吸附质在气相中的平衡分压K,n－经验常数,实验确定等温吸附方程式：1）弗罗德里希（Freundlich）方程（I型等温线中压部分）lg

5、XT对lgP作图为直线嘉兴学院.生化学院2）朗格缪尔（Langmuir）方程（I型等温线）V－被吸附气体在标态下的体积；P－吸附质在气相中的平衡分压；Vm－吸附剂被覆盖满一层时被吸附气体在标态下的体积；B－吸附与解吸速率常数之比嘉兴学院.生化学院3）BET方程（I、II、III型等温线，多分子层吸附）V－被吸附气体在标态下的体积；P－吸附质在气相中的平衡分压；Pm－吸附温度下吸附质的饱和蒸汽压；Vm－吸附剂被覆盖满一层时被吸附气体在标态下的体积；C－与吸附热有关的常数嘉兴学院.生化学院内扩散（外表面内表面）外扩散（气流主体外表面）2、吸

6、附速率吸附过程吸附嘉兴学院.生化学院外扩散速率内扩散速率总吸附速率方程ii嘉兴学院.生化学院活性炭吸附SO2、CS2、NH3等气体的吸附速率公式嘉兴学院.生化学院三、吸附工艺与设备按工作状态：固定床流动床沸腾床按操作过程的连续性：间歇吸附过程连续吸附过程①吸附工艺与设备嘉兴学院.生化学院固定床半连续式吸附流程冷却再生吸附嘉兴学院.生化学院移动床吸附剂在床层中移动吸附剂循环使用嘉兴学院.生化学院流化床气流速度较大吸附剂呈悬浮态嘉兴学院.生化学院②固定床吸附计算嘉兴学院.生化学院固定床吸附床内的浓度分布从污染物的气流开始通入吸附床到“穿透”

7、点这段时间称为穿透时间或保护作用时间。表示吸附床处理气量与出口气体中污染物浓度之间关系的曲线为穿透曲线。穿透嘉兴学院.生化学院保护作用时间的确定：假定吸附层完全饱和希洛夫方程a－静活度，%；S－吸附层截面积，m2；L－吸附层厚度，m;ρb－吸附剂堆积密度，kg/m3;v－气体流速，m/s；ρ0－污染物浓度，kg/m3;τ0－保护作用时间损失；h-死区长度。嘉兴学院.生化学院称保护作用时间损失h为吸附层中未被利用的部分的长度L0称为工作层.τ－L实际曲线与理论曲线的比较理论线实际曲线嘉兴学院.生化学院吸附床长度的确定:假定条件等温吸附低浓

8、度污染物的吸附吸附等温线为第三种类型吸附区长度为常数吸附床的长度大于吸附区长度吸附床长度L0：吸附区长度WA：穿透至耗竭的惰性气体通过量WE：耗竭时的通过量1-f：吸附区内的饱和度嘉兴学院.生化学院吸附床的