第4章(3)-气态污染物的净化-吸附法.ppt

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1、第4章气态污染物的净化§1.气态污染物净化技术概述§2.冷凝法§3.燃烧法§4.吸收法§5.吸附法§6.催化转化§5.吸附法§5.1吸附法概述5.1.1吸附类型5.1.2吸附法的特点§5.2吸附剂§5.3吸附器§5.4吸附理论5.4.1吸附过程5.4.2吸附平衡5.4.3吸附速率§5.5固定床吸附器设计计算§5.1吸附法概述吸附(Adsorption):由于分子间引力或化学键力，使物质聚集在固体表面上的现象。吸附净化：用多孔固体吸附剂将气体混合物中的一种或多种污染组分积聚在固体表面，从而使污染物从气体中分离出来的过程。吸附法

2、特别适宜处理低浓度废气，净化效率高。吸附剂(Adsorbent)：具有吸附作用的固体物质。吸附质(Adsorbate)：被吸附到吸附剂表面的物质。5.1.1吸附类型根据吸附剂和吸附质之间作用力的不同，吸附分为物理吸附和化学吸附物理吸附：吸附剂和吸附质之间的作用力是范德华力（或静电引力）。化学吸附：吸附剂和吸附质之间的作用力是化学键力。物理吸附和化学吸附的区别两种吸附作用可能同时存在，但以其中一种为主；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，可能发生化学吸附5.1.2吸附法的特点优点：净

3、化效率高可回收有用组分设备简单，易实现自动化控制。缺点：吸附剂容量有限，需频繁再生设备体积大适用范围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脱除有机蒸汽、恶臭气体、HF、SO2、NOX等。§5.2吸附剂（1）对吸附剂的要求（2）常用的吸附剂（3）吸附剂的再生（1）对吸附剂的要求吸附剂是吸附净化的关键，对吸附剂的基本要求：①大的比表面积和孔隙率；②吸附容量大；③良好的选择性（气体的极性、分子大小、沸点）④机械强度高，化学稳定性强，热稳定性好；⑤原料来源广泛，价格低廉；⑥易于再生。比表面积：单位质量吸附

4、剂所具有的表面积孔隙率：吸附剂内部微孔的容积与吸附剂个体体积之比。饱和吸附量：一定温度下吸附达到饱和时，单位质量吸附剂所吸附的吸附质的质量，又称为静活性。吸附量与吸附剂比表面积、孔隙率、孔径大小、极性等有关（2）常用的吸附剂活性炭活性氧化铝硅胶人工沸石硅藻土吸附剂CSiAl活性炭①活性炭活性炭是一种具有非极性表面、疏水性和亲有机物的吸附剂。活性炭是由含碳原料（果壳、动物骨骼、木材、煤等）先碳化得到稳定结构，然后活化得到的多孔结构。碳化后活化后球状柱状不规则形状活性炭纤维是一种新型的高效吸附剂，它是用超细的活性炭微粒与各种纤维

5、素、人造丝、纸浆等混合制成各种不同类型的纤维状活性炭。微孔范围在0.5～1.4nm，比表面积大，有较大的吸附量和较快的吸附速率。主要用于吸附各种无机和有机气体、水溶性的有机物、重金属离子等，特别对一些恶臭物质的吸附量比颗粒活性炭要高出40倍。活性炭孔径大小：小孔中孔大孔小于0.002mm0.002~0.1mm0.1~1.0mm2nm2-100nm100-1000nm占比表面积95%占比表面积<5%占比表面积很小起主要吸附作用起吸附和通道作用提供通道活性炭应用：常常被用来吸附回收空气中的有机溶剂（如苯、甲苯、丙酮、乙醚、甲醛等

6、），还可以用来分离某些烃类气体，以及用来脱臭等。优点：性能稳定、抗腐蚀。缺点：具有可燃性，使用温度不能超过200℃。口罩防毒面罩冰箱除味剂②活性氧化铝活性氧化铝是由氧化铝的水合物加热脱水而形成的多孔物质，其晶格构型分为a型、g型和中间型，其中起吸附作用的主要是g型氧化铝。活性氧化铝吸附极性分子，无毒，机械强度大，不易膨胀，比表面积大，宜在200～250℃下再生，常用于石油气的脱硫及含氟废气的净化。③硅胶硅胶是用硅酸钠与酸反应生成硅酸凝胶（SiO2·nH2O），然后在115～130℃下烘干、破碎、筛分而制成各种粒度的产品。硅胶

7、具有很好的亲水性，吸附量很大，可达自身重量的50﹪。在工业上主要用于气体的干燥，也可用作催化剂的载体。P285④沸石分子筛(MolecularSieve)沸石分子筛是具有多孔骨架结构的硅酸盐结晶体。按SiO2和Al2O3的单元比不同，将分子筛分为A型、X型和Y型。分子筛具有许多孔径均匀的微孔，比孔径小的分子能进入孔穴而被吸附，比孔径大的分子被拒之孔外，因此具有很强的选择性。分子筛可以从废气中选择性地除去NOx、H2O、CO2、CO、CS2、SO2、H2S、NH3、CCl4等气态污染物。P283表7-7常用吸附剂特性吸附剂类型

8、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——操作温度上限/K423773673873873873平均孔径/Å15