吸附法净化气态污染物ppt课件.ppt

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1、§7-2吸附法净化气态污染物概述1.定义吸附：利用多孔性固体使混合物中的一种或几种组分浓集在固体表面从而分离的过程。吸附质：能被吸附的物质.吸附剂：能吸附吸附质的物质.（1）适于处理低浓度废气，并可回收有用组分，流程短，净化效率高，设备简单。（2）吸附容量较小、设备体积大。2.特点：3.主要内容：§7-2-1吸附过程与吸附剂§7-2-2吸附理论§7-2-3吸附设备§7-2-4固定床吸附器的计算§7-2-1吸附过程与吸附剂一、吸附过程静电力或范德华力化学键力相当于被吸附气体的凝结热较小，20kJ/mol较大，80～400kJ/mol可

2、逆的不可逆（无法还原为原有物质）快慢作用力吸附热可逆性吸附速率吸附层数单分子层，多分子层单分子层或单原子层物理吸附化学吸附内表面积大;具有较好的选择性;吸附容量大;吸附容量:在一定温度和一定的吸附质浓度下,单位质量或单位体积吸附剂所能吸附的最大吸附质质量.足够的机械强度、化学和热稳定性;来源广泛,造价低廉等.二.吸附剂1.对工业吸附剂的要求2.常用工业吸附剂（1）活性炭按形状分：粒炭和粉炭非极性吸附剂，具有疏水性和亲有机物性。可吸附：苯类、恶臭物质、醛酮类等。（2）活性氧化铝根据晶格构造分：α型和γ型极性吸附剂，对水的吸附容量很大。

3、用于：气体的干燥，脱硫及含氟废气净化等。（3）硅胶分子式:SiO2.nH2O极性吸附剂，亲水性强，孔径均一。常用作干燥剂，也可作催化剂载体。(4)沸石分子筛［M2(Ⅰ)·M2(Ⅱ)］O·Al2O3·nSiO2·mH2O其中：M2(Ⅰ)——一价金属；M2(Ⅱ)——二价金属；n——硅铝比；m——结晶水摩尔数。特点:孔径均一、吸附容量大、吸附选择性强。可净化：SO2、NOX等。（5）白土分为：漂白土和酸性白土。主要成分：硅铝酸盐。用途：油类脱色、除臭。三.影响气体吸附的因素1.操作条件（1）温度物理吸附，T￬有利；化学吸附，T￪有利。（2

4、）压力P￪，则PA￪，有利；P￪，能耗￪；一般常压操作2.吸附剂性质的影响（1）极性（3）气体流速vv￪，则τ￬，ΔP￪不利；v￬，则τ￪，ΔP￬，有利；v￬￬，A￪￪，设备费￪，不利；固定床v＝0.2～0.6m/s非极性吸附剂非极性吸附质极性吸附质极性吸附剂（2）表面积式中：δ——吸附剂的比表面积，m2/g；f——单位体积气体铺成单分子层时所占面积，m2/ml；Vm——吸附剂表面被单层分子铺满时的气体体积，ml;W——吸附剂的重量，g。式中：N0——阿佛加德罗常数，6.02×1023；A——一个吸附质分子的横截面积，m2；a.比表

5、面积3.吸附质性质和浓度的影响（1）性质临界直径（见表7－13）、沸点、分子量、饱和性等（2）浓度C0￪，吸附量￪；C0￪￪，较早达饱和，吸附剂用量大，再生频繁。b.有效表面积定义：吸附质分子能进入的表面积（微孔）微孔孔径>分子临界直径（分子所能进入的最小孔径）4.吸附器设计的影响（1）对吸附器的要求① 有足够的气流流通面积和停留时间② 气流分布均匀③ 有效控制和调节吸附操作温度④ 易于更换吸附剂（2）对工艺的要求① 预先除去杂质，防止吸附器污染。②对高浓度气体进行一级处理，将吸附作为二级处理，以减轻吸附系统负荷。§7-2-2吸附理

6、论一、吸附平衡1.平衡关系的表示某时刻：吸附速度＝脱附速度→动态吸附平衡此时，吸附质在气相中的浓度称为平衡浓度→p*吸附质在固相中的浓度称为平衡吸附量→XTXT为吸附剂吸附量的极限值，亦称静活性。对于一定的吸附剂，XT＝f（T，p）固定温度T，则XT＝f（p）→等温吸附方程2.吸附等温线描述一定温度下，被吸附剂吸附的物质的最大量（平衡吸附量）与气相中吸附质平衡分压之间关系的曲线。P279-280:图7-15、7-16。NH3在活性炭上的吸附等温线上图中：相对压力为：p/pv；p——气相中吸附质分压；pv——一定温度下，吸附质的饱和蒸

7、气压。3.吸附等温线方程（1）Freundlich方程——适用于Ⅰ型等温线中压部分将上式两边取对数，则式中：XT——被吸附组分的质量与吸附剂质量的比值，g质/g剂；k，n——经验常数，通常n＞1，由实验测定。（2）Langmuir方程——单分子层吸附——适用于Ⅰ型等温线。式中：A——饱和吸附量；V——气体分压为p时被吸附气体在标准状态下的体积；Vm——吸附剂被覆盖满一层时被吸附气体在标准状态下的体积；A、B——常数。(3)BET方程——多分子层吸附——适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等温线（p/p0=0.05~0.35）式中：V——吸附达平衡的气

8、体吸附量,ml；Vm——固体表面盖满单分子层所吸附的气体体积，ml；P——被吸附组分在气相中的平衡分压，Pa；P0——在吸附温度下该气体的饱和蒸汽压，Pa；C——与吸附热有关的常数。外扩散（气流主体外表面）吸附内扩散（外表面内表面）二