PPT环境工程原理课件图文解析7

第五章章吸附学习目目标了解吸吸附的的特点点，吸吸附剂剂的基基本特特征，，各种种类型型的吸吸附剂剂及吸吸附在在环境境保护护中的的应用用。理解吸吸附过过程的的基本本原理理，吸吸附速速率方方程式式。掌握常常用的的吸附附剂解解吸再再生方方法，，各种种吸附附分离离工艺艺的原原理、、特点点及流流程。第一节节概述吸附是是利用用某些些多孔孔性固固体具具有能能够从从流体体混合合物中中选择性地地凝聚聚一定定组分分在其其表面面上的的能力力。一、吸吸附与与解吸吸1.吸附现现象当流体体与某某些多多孔性性固体体接触触时，，固体体的表表面对对流体体分子会产产生吸吸附作作用。多孔性性固体体物质质称为为吸附附剂;被吸附附的物物质称称为吸吸附质质。｛物理吸吸附｛化学吸吸附吸附单分子子层吸吸附多分子子层吸吸附(1)物理吸吸附是指由由于吸吸附剂剂与吸吸附质质之间间的分分子间间力的的作用用所产产生的的吸附附。作用力力---范德华华力物理吸吸附的的特征征:①吸附质质和吸吸附剂剂间不不发生生化学学反应应，低低温就就能进进行。。②吸附一一般没没有选选择性性，只与分子子间作用力的大小有关关。③吸附附为放放热反反应，，因此此低温温有利利于吸吸附。④吸附剂剂与吸吸附质质间的的吸附附力不不强。⑤吸附速速率快快，几几乎不不要活活化能能。(2)化学吸吸附是一种种发生生在固固体颗颗粒表表面的的化学学反应应。作用力---化学键键力化学吸吸附的的特征征：①吸附附有很很强的的选择择性。。②吸附附速率率较慢慢，需需要一一定的的活化化能。。③宜在在较高高温度度下进进行。。温度对对吸附附过程程的影影响2.解吸与与吸附附剂的的再生生当系统统温度度升高高或流流体中中吸附附质浓浓度（（或分分压））降低低时，，被吸附附物质质将从从固体体表面面逸出出，这这就是是解吸吸。当吸附附剂达达到饱饱和后后需要要再生生。再生方方法有有:⑴加热解解吸再再生⑵降压或或真空空解吸吸再生生⑶溶剂萃萃取再再生⑷置换再再生⑸化学氧氧化再再生二、吸吸附剂剂的基基本特特征(1)大的比比表面面积(2)具有良良好的的选择择性(3)吸附容容量大大(4)具有良良好的的机械械强度度和均均匀的的颗粒粒尺寸寸(5)有良好好的热热稳定定性及及化学学稳定定性(6)有良好好的再再生性性能三、常常用的的吸附附剂活性炭炭分子筛筛、活性氧氧化铝铝硅胶活性炭内部微孔分布四、影影响吸吸附的的因素素(1)操作条条件(2)吸附剂剂的性性质(3)吸附质质的性性质与与浓度度(4)吸附剂剂的活活性(5)接触时时间(6)吸附器器的性性能第二节节吸附平平衡与与吸附附速率率一、吸吸附平平衡在一定定条件件下，，当流流体与与吸附附剂接接触时时，流流体中中吸附附质将将被吸吸附剂剂吸附附。随随着吸吸附过过程的的进行行，吸吸附质质在吸吸附剂剂表面面上的的数量量逐渐渐增加加，也也出现现了吸吸附质质的解解吸，，且随随时间间的推推移，，解吸吸速率率逐渐渐加快快，当当吸附附速率率和解解吸速速率相相等时时，吸吸附和和解吸吸达到到了动动态平平衡，，称为为吸附附平衡衡。吸附平平衡关关系通通常用用吸附附等温温线或或吸附附等温温式表表示1.气体的的吸附附平衡衡1．吸附附等温温线吸附等等温线线的分分类2．吸附附等温温方程程式①弗兰德德里希希（Freundlich）方程②朗格缪缪尔（（Langmuir）方程程③BET方程2.液体的的吸附附平衡衡3.吸附平平衡在在吸附附操作作中的的应用用(1)判断传传质过过程进进行的的方向向(2)指明传传质过过程进进行的的极限限(3)计算过过程的的推动动力二、吸吸附速速率吸附的的过程程分为为三步步：①外扩扩散过过程；；②内扩扩散过过;③吸附质质被吸吸附剂剂吸附附。吸附质在吸附剂上的扩散示意图吸附过过程复复杂，，影响响因素素多，，吸附附速率率方程程一般般是凭凭经验验或根根据模模拟试试验来来确定定1.外扩散散速率率方程程2.内扩散速率方方程3.总吸附速率方方程｛第三节吸附附分离工艺简简介工业吸附过程程两步骤:①吸附操作②再生操作一、固定床吸吸附固定床吸附是是在固定床吸附器上上进行分离的操作工艺1.工作原理(1)透过曲线吸附透过曲线线(2)吸附等温线对对透过曲线的的影响①优惠吸附等温温线②线性吸附等温温线③非优惠吸附等等温线吸附等温线对浓度波的影响2.固定床吸附流流程(1)双器流程双器流程(2)串联流程串联流程(3)并联流程并联流程二、模拟移动动床吸附移动床吸附原原理图模拟移动床分分离操作示意意图三、变压吸附附1.工作原理↑P↓T有利吸附↓P↑T有利解吸吸附量与组分分分压关系曲曲线2.变压吸附的工工业流程(1)二塔流程双塔变压吸附附流程改进双塔变压吸附流程(2)四塔流程四塔变压吸附流程是是工业上常用用的流程①吸附阶段②均压阶段③并流降压阶段段④逆流降压阶段段⑤清洗阶段⑥一段升压阶段段⑦二段升压阶段段流化床吸附器器四、其他吸附分离方法法连续流化床吸吸附工艺流程程图蜂窝转轮吸附附流程(3)回转床吸附回转床吸附器器1-过滤器；2-冷却器；3-风机；4-电动机；5-吸附转筒；6-外壳；7-转筒电机；8-减速传动装置置；9-水蒸汽入口管管；10-脱附器出口管管；11-冷凝冷却器；；12-分离器(4)参数泵参数泵工作原原理示意图5．搅拌槽接触触吸附搅拌槽接触吸吸附操作第四节吸附分离在环环保工业中的的应用一、用于气态态污染物的控控制(1)烟气中的SO2的净化移动床吸附SO2工艺流程(2)硝酸尾气的净净化丝光沸石吸附附NOx工艺流程1-风机；2-冷却塔；3-除雾器；4-吸附器；5-分离器；6-加热器；7-泵；8-冷凝冷却塔(3)含氟废气的净净化输送床净化含含氟废气工艺艺流程1-电解槽；2-集气罩；3-排气管；4-反应管；5-料仓；6-给料器；7-加料管；8-袋滤器；9-风机；10-烟囱(4)清除和回收挥挥发性有机化化合物挥发性有机物物对环境的影影响：①大多数有毒、有恶臭臭，一部分有有致癌性；②在阳光照射射下,生成光化学烟烟雾；③卤代烃类可可破坏臭氧层层。(5)含汞及含汞化化合物蒸气的的净化(6)恶臭及其他有有毒有害物质质脱除(7)核废气和其他他放射性废气气