环保设备及应用——吸附设备

4、吸附剂的活性
• 定义：以被吸附物质的重量对吸附剂的重量或体积 分数表示，是吸附剂吸附能力的标志。
吸附剂的活性
已吸附吸附质的质量 所用吸附剂量
100 %
5、吸附剂的再生
• 再生方法： • （1）加热解吸再生； • （2）降压或真空解吸再生； • （3）溶剂萃取再生； • （4）置换再生； • （5）化学转化再生
第二节 吸附设备
一、概述
1、吸附净化 吸附净化是利用多孔性固体物质的这一特点，实
现净化废气的一种方法。 2、吸附净化法的特点 （1）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对有机溶剂蒸汽具有较高的净化效率； ③当处理的气体量较小时，用吸附法灵活方便。
（2）优点：净化效率高，可回收有用组分，设备简 单，易实现自动化控制。
到达所有的内表面而被吸附。
• 工业上应用吸附剂的目的，就是为了对某些气体 组分有选择地吸附，从而达到分离气体混合物的 目的。因此要求所选的吸附剂对所要吸附的气体 具有很高的选择性。
• 例如活性炭吸附二氧化硫(或氨)的能力，远大于 吸附空气的能力，故活性炭能从空气与二氧化硫 (或氨)的混合气体中优先吸附二氧化硫(或氨)，
• 优点：性能稳定、抗腐蚀。
缺点：可燃性，因此使用温度不能超过200℃，在惰 性气流掩护下，操作温度可达500℃。
• 普通活性炭 • 炭分子筛 • 纤维活性炭
颗粒状活性炭(粒炭) 粉状活性炭(粉炭)
多用于气 体吸附
多用于液体的脱色 处理
附能力比一般的活性炭高出1～10倍 ，特别是对于一些恶臭物质的吸附量
比颗粒活性炭要高40倍左右。
②活性氧化铝：
• 活性氧化铝是一种极性吸附剂，无毒，对水的 吸附容量很大，常用于高湿度气体的吸湿和干燥。 它还用于多种气态污染物，如SO2、H2S、含氟废 气、NOx以及气态碳氢化合物等废气的净化。
•
活性氧化铝机械强度好，可在移动床中使用，
并可作催化剂的载体。而且它对多数气体和蒸气是
二、吸附剂及再生
（一）吸附剂 1、工业用吸附剂应具备的条件： ①巨大的内表面和大的孔隙率； ②良好的选择性； ③吸附容量； ④较高的机械强度、化学与热稳定性； ⑤颗粒度要适中而且均匀； ⑥其他：良好的再生性能，要求吸附剂易再生和活化 ，来源广泛，造价低廉。
• 吸附剂必须是具有高度疏松结构和巨大暴露表面 的多孔物质。只有这样，才能给吸附提供很大的 表面。吸附剂的有效表面包括颗粒的外表面和内 表面，而内表面总是比外表面大得多，例如硅胶 的内表面高达600m2／g，活性炭的内表面可高 达1000m2／g。这些内部孔道通常都很小，有的 宽度只有几个分子的直径，但数量极大，这是由 吸附剂的孔隙率决定的。因此，要求吸附剂要有 很大的孔隙率。除此之外，还要求吸附剂具有合 适的孔隙和分布合理的孔径，以便吸附质分子能
（3）缺点：吸附容量小，设备体积大；吸附剂容量 往往有限，需频繁再生，间歇吸附过程的再生操作麻 烦且设备利用率低。
（4）应用：
广泛应用于有机化工、石油化工等部门。
环境治理方面：
废气治理中，脱除水分、有机蒸汽、恶臭、HF 、 SO2、NOX等。 成功的例子：
用变压吸附法来处理合成氨放气，可回收纯度很 高（>98%）的氢气，实现废物资源化。
为此而设增压设备。
③气流速度
• 固定床：0.2-0.6m/s
④吸附剂浸渍
• 这是提高吸附剂吸附能力(容量)和选择性的 一种有效方法。
• 其处理方法是将吸附剂预先在某些特定物质 的溶液中进行浸渍，再把吸附了这些特定物质 的吸附剂进行干燥，然后再去吸附某些气态物 质，使这些气态物质与预先吸附在吸附剂表面 上的特定物质发生化学反应。对于同一种吸附 剂，可根据吸附处理有害气体中污染物的种类 、选择浸渍一些特定物质，以提高吸附的选择 性。
2、工业常用吸附剂
①活性炭：
• 活性炭是一种非极性吸附剂，具有疏水性和亲有 机物质的性质，它能吸附绝大部分有机气体，如苯 类，醛酮类、醇类、烃类等以及恶臭物质，因此， 活性炭常被用来吸附和回收有机溶剂和处理恶臭物 质。对SO2、NOx、Cl2、H2S、CO2等有害气体也 有优良的吸附能力，因此，在吸附操作中，活性炭 是一种首选的优良吸附剂。
二、吸附设备
（一）类型
• 立式固定床吸附器 • 卧式固定床吸附器 • 环式固定床吸附器 • 移动床吸附器 • 流化床吸附器
适合于小气量浓度高的情况
适合处理气量大、浓 度低的气体
• 大孔吸附树脂除了价格较贵外，比起活性炭，物 理化学性能稳定，品种较多，能用于废水处理，维 生素的分离及H2O2的精制等。
3、影响气体吸附的因素
①温度
• 吸附过程是一个放热过程
• 低温（有利）
物理吸附；
• 高温（有利）
化学吸附。
②压力
• 增大气相主体的压力，吸附质分压上升，吸附量 增加。但增大压力不仅会增加能耗，而且还会给 吸附设备和吸附操作带来特殊要求，因此一般不
硅胶还可用作催化剂的载体。
• ④沸石分子筛：
• 是一种人工合成沸石，为微孔型、具有立方晶体 的硅酸盐。
• 通式为：[Mex/n(Al2O3)x(SiO2)y]·mH2O • 特点：孔径整齐均一，因而具有筛分性能，一种离
子型吸附剂，对极性分子，不饱和有机物具有选择 吸附能力。
• ⑤吸附树脂：
• 最初为酚、醛类缩合高聚物，以后出现一系列的 交联共聚物，如聚苯乙烯等。
稳定的，浸入水或液体中不会溶胀或破碎。循环使
用后其性能变化很小，因此使用寿命长。
• ③硅胶： 硅 胶 是 一 种 极 性 吸 附 剂 ， 可 以 用 来 吸 附 SO2 、 NOx等气体，但难于吸附非极性的有机物。
同时亲水性好，从水中吸附水份量可达硅胶自身质 量的50%。常用于处wk.baidu.com含湿量较高的气体干燥， 烃类物质回收等。
达到净化废气的目的。
• 吸附剂的吸附容量 • 是指一定温度下，对于一定的吸附质浓度，单
位质量(或体积)的吸附剂所能吸附的最大吸附质质 量。
用于固定床时，若颗粒太大且不均匀，易造成气路 短路和气流分布不均，引起气流返混，气体在床层中 停留时间短，降低吸附分离效果。如果颗粒太小，床 层阻力过大，严重时会将吸附剂带出器外。