第6章吸附法净化气态污染物ppt课件

1、大气污染控制工程第六章 吸附法净化气态污染物第六章 吸附法净化气态污染物 利用多孔性固体吸附剂处置气体混合物，使一种或数种气体组分吸附于固体外表上，到达气体分别目的。吸附质被吸附物质吸附剂附着吸附质的物质优点：选择性高、分别效果好、设备简单缺陷：吸附容量小、吸附体积大第六章 吸附法净化气态污染物本章学习内容： 吸附及吸附剂 吸附安装及工艺 吸附净化法的运用物理吸附与化学吸附吸附剂的选择原那么及工业吸附剂第一节 吸附及吸附剂一、物理吸附与化学吸附物理吸附：作用力为分子间引力化学吸附：作用力为化学键力 同一污染物能够在较低温度下发生物理吸附，假设温度升高到吸附剂具备足够高的活化能时，发生化学吸附项

2、目物理吸附化学吸附吸附剂一切固体某些固体吸附物低于临界点的一切气体某些能与之起反应的气体温度范围低温通常是高温吸附热低，与凝结热数量级相同高，与反应热的数量级相当速率及活化能非常快，活化能低非活性吸附活化能低，活性吸附活化能高覆盖情况单层或多层吸附单分子层或单原子层可逆性可逆通常是不可逆某些应用用于测量固体表面积以及孔隙大小；分离或净化气体和液体用于测定表面浓度，吸附及解附速率；估计活性中心的面积；阐明表面反应动力学一、物理吸附与化学吸附吸附过程：外分散气体主体 外外表内分散外外表 内外表吸附脱附 内分散(内外表 外外表)外分散(外外表 气体主体)控制步骤：分散阻力吸附过程表示图 一、物理吸附

3、与化学吸附二、吸附平衡当吸附速率脱附速率时，吸附平衡，此时吸附量到达极限值平衡吸附量：在一定温度下，吸附剂上所吸附的吸附质与气相中吸附质的初始浓度成平衡的最大吸附量，普通用单位质量吸附剂在吸附平衡时所能吸附的吸附质量表示。平衡吸附量又称为静态吸附量或静活性，常用am表示。二、吸附平衡几种常见污染物在活性炭上的吸附等温线 吸附平衡可用吸附等温线。常见的吸附等温式有：朗格谬尔(Langmuir) 吸附等温式、弗伦得利希(Freundlich) 吸附等温式、捷姆金(Temkin) 吸附等温式、BET方程等。 三、吸附剂的选择原那么及工业吸附剂1.吸附剂的选择原那么吸附容量大，吸附才干强宏大的比外表积

4、和孔隙率良好的选择性良好的机械强度、化学稳定性和热稳定性颗粒均匀再生才干好来源广泛，本钱低廉2.工业吸附剂活性氧化铝 活性氧化铝是一种极性吸附剂，含氧化铝大于92%，也常用作催化剂的载体。 含水氧化铝加热脱水而制成的多孔物质，有粒状、片状和粉状活性炭 活性炭是许多具有较高吸附性能的碳基物质的总称。普通来说是指比外表积大于500m2/g、含碳大于95%的碳基物质。活性炭的构造特点是具有非极性的外表，为疏水性和亲有机物质的吸附剂。三、吸附剂的选择原那么及工业吸附剂硅胶 硅胶是一种巩固无定形链状和网状构造的硅酸聚合物颗粒，其中含硅大于95%。 硅胶对极性分子和不饱和烃基具有明显的选择性，并对芳香族的

5、键有很强的选择性，与活性炭相比较，孔径分布比较单一和窄小。 三、吸附剂的选择原那么及工业吸附剂分子筛 分子筛是一种人工合成的泡沸石，孔径0.31nm，与天然泡沸石一样是水合铝硅酸盐的晶体。 分子筛的构造是有许多孔径均匀的孔道和孔穴构成的，提供了很大的比外表积，且只允许直径比孔径小的分子进入，故称为分子筛。 吸附选择性强， 吸附才干强，较高温度下仍具有较强的吸附才干。 三、吸附剂的选择原那么及工业吸附剂常见吸附剂的主要特性吸附剂类别颗粒活性炭活性氧化铝硅胶沸石分子筛4A5AX堆积密度（kgm-3)3506007501000800800800800热容/(kJkg-1K-1)0.8361.2540

6、.8361.0450.920.7940.794操作温度上限/K423773673873873873平均孔径/1.24.01845224513再生温度/K373413473523393423473573473573473573比表面积/(m2g-1)7001500210360600三、吸附剂的选择原那么及工业吸附剂2.工业吸附剂第二节 吸附安装及工艺吸附安装吸附工艺吸附剂再生固定床吸附器 构造简单、操作简便、操作弹性大、适用浓度范围广。对单台吸附器来说，吸附操作是间歇过程。 一、吸附安装固定床吸附器a)(b)立式吸附器c)卧式吸附器二、吸附工艺1、2-净化气 3-蒸汽 4-固定床 5-废气 6-

7、冷凝器 7-分别器 8-吸附质 9-冷凝水 有机气态污染物固定床吸附工艺流程 两台固定床轮番进展吸附与再生操作，使气体的吸附操作得以延续进展 三、吸附剂再生当吸附床层到达饱和时，就必需对吸附床进展再生，也称为吸附质的解吸。吸附剂再生过程是吸附过程的逆过程再生首先必需破坏吸附平衡，使吸附过程向着解吸的方向进展，然后将解吸出来的气体移走。三、吸附剂再生吸附剂再生方法特 点热再生使热气流（蒸汽、热空气或惰性气体）与床层接触直接加热床层，吸附质可解吸释放，吸附剂恢复吸附性能。不同吸附剂允许加热的温度不同。降压再生再生时压力低于吸附操作时的压力，或对床层抽真空，使吸附质解吸出来，再生温度可与吸附温度相同

8、。通气吹扫再生向再生设备中通入基本上无吸附性的吹扫气，降低吸附质在气相中的分压，使其解吸出来。操作温度愈高，通气温度愈低，效果愈好。置换脱附再生采用可吸附的吹扫气，置换床层中已被吸附的物质，吹扫气的吸附性愈强，床层解吸效果愈好，比较适用于对温度敏感的物质。为使吸附剂再生，还需对再吸附物进行解吸。化学再生向床层通入某种物质使吸附质发生化学反应，生成不易被吸附的物质而解吸下来。吸附剂再生方法 第五节 吸附净化法的运用吸附法净化含氮氧化物废气吸附法净化含二氧化硫废气一、吸附法净化含氮氧化物废气 吸附原理活性炭不仅能吸附NO2，还能促进NO氧化成NO2，特种活性炭还可使NOx复原成N2， 2NO+C=

9、N2+CO22NO2+2C=N2+2CO2活性炭定期用碱液再生处置 2NO2+2NaOH =NaNO3+NaNO2+H2O2.工艺流程 NOx尾气进入固定床吸附安装被吸附，净化后气体经风机排至大气，活性炭定期用碱液再生。活性炭吸附NOx的工艺流程1酸洗槽 2固定吸附床 3再生器 4风机一、吸附法净化含氮氧化物废气 3.影响要素含氧量：NOx尾气中含氧量越大，那么净化效率越高。水分：水分有利于活性炭对NOx的吸附，当湿度大于50%时，影响更为显著。吸附温度：吸附是放热过程，低温有利于吸附。接触时间和空塔速率：接触时间长，吸附效率高；空塔速率大，吸附效率低。 一、吸附法净化含氮氧化物废气 二、吸附

10、法净化含二氧化硫废气1.吸附净化原理利用活性炭对烟气中SO2进展吸附，既有物理吸附，也有化学吸附；在烟气中存在氧和蒸汽时，化学吸附尤为明显由于活性炭是SO2与O2反响的催化剂，反响生成SO3，SO3溶于水生成硫酸二、吸附法净化含二氧化硫废气1.吸附净化原理(1)吸附物理吸附以*表示吸附态分子： SO2SO2* 1/2O21/2 O2* H2OH2O*化学吸附：SO2*1/2O2*SO3*SO3*H2O*H2SO4*H2SO4*nH2OH2SO4nH2O*总反响方程：SO2H2O1/2O2 活性炭 H2SO4(2)再生洗涤再生：洗涤再生首先用水洗出活性炭微孔中的硫酸，得到稀硫酸，再将经过洗涤后的活性炭进展枯燥，得以再生。加热再生：加热再生是对吸附有SO2的活性炭加热，使炭与硫酸发生反响，使H2SO4复原为SO2。二、吸附法净化含二氧化硫废气2.活性炭法烟气脱硫工艺流程 活性炭吸附烟气中二氧化硫工艺的吸附安装主要有两种方式：固定床与挪动床。其再生方法也有两种，即水洗再生法与加热再生法。二、吸附法净化含二氧化硫废气德国的Lurgi法脱硫工艺流程1文丘里洗涤器 2除沫器