第9章 吸附法净化气态污染物
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9.3-9.6 气态污染物的吸附净化法
图9-16 吸附负荷与透过曲线 (a)吸附负荷曲线 (b)透过曲线
9.3.3透过曲线的计算
图9-17中，设在一横断
面为A、空隙率为ε的
吸附床层中，一流体以 平均线速度u流过，在 到达Z截面时浓度为C， 取dZ微元床层进行物 料衡算。
Z dZ uAC
uAC (uAC) dZ
Z
图 9-17 固定床吸附物料衡算
流动相浓度C为某一数值，而且吸附床层流动
相浓度C是时间τ和床层位置Z的函数，故有 C=f（τ,Z）=常数，对C求全微分得：
dC C d C dZ 0
Z
dZ C C C
d C Z
Z dZ d
（9-19）
将(9-19)式代入(9-18)式，整理得：
( Z
)C
[1
1
u
dCs ]
截距即为-τm，得：
K 2143min/ m; m 95 min
将 K、τ、τm代入希洛夫方程得
Z
m
40 60 95
1.164(m)
K
2143
取 Z=1.20m。采用立式圆柱床进行吸附，计算出吸附床直径
τ/min τm
D 4V 4 1000 1.03(m) u 20 60
可取 Dபைடு நூலகம்1.0m。
总之，床层的性能、操作条件对透过曲线都 有影响。反过来，透过曲线又可反映出床层的 性能及操作情况好坏。通过对透过曲线的研究， 可以评价吸附剂的性能，测取传质系数和了解 床层的操作状况。
4
吸附区内仍具有 的吸附能力，与传 质区总吸附容量之 比值称为传质区f值； f的数值在0~1之 间，一般在0.4~0.5 左右。f的大小，反 映了床层在到达破 点时的饱和程度。
9.3.3透过曲线的计算
图9-17中，设在一横断
面为A、空隙率为ε的
吸附床层中，一流体以 平均线速度u流过，在 到达Z截面时浓度为C， 取dZ微元床层进行物 料衡算。
Z dZ uAC
uAC (uAC) dZ
Z
图 9-17 固定床吸附物料衡算
流动相浓度C为某一数值，而且吸附床层流动
相浓度C是时间τ和床层位置Z的函数，故有 C=f（τ,Z）=常数，对C求全微分得：
dC C d C dZ 0
Z
dZ C C C
d C Z
Z dZ d
（9-19）
将(9-19)式代入(9-18)式，整理得：
( Z
)C
[1
1
u
dCs ]
截距即为-τm，得：
K 2143min/ m; m 95 min
将 K、τ、τm代入希洛夫方程得
Z
m
40 60 95
1.164(m)
K
2143
取 Z=1.20m。采用立式圆柱床进行吸附，计算出吸附床直径
τ/min τm
D 4V 4 1000 1.03(m) u 20 60
可取 Dபைடு நூலகம்1.0m。
总之，床层的性能、操作条件对透过曲线都 有影响。反过来，透过曲线又可反映出床层的 性能及操作情况好坏。通过对透过曲线的研究， 可以评价吸附剂的性能，测取传质系数和了解 床层的操作状况。
4
吸附区内仍具有 的吸附能力，与传 质区总吸附容量之 比值称为传质区f值； f的数值在0~1之 间，一般在0.4~0.5 左右。f的大小，反 映了床层在到达破 点时的饱和程度。
吸附法净化气态污染物
XA)
1 1 m; 1 1 1
K yP k yP kxP KxP kxP k yPm
吸附法净化气态污染物
吸附剂
• 吸附剂需具备的特性
– 内表面积大 – 具有选择性吸附作用 – 高机械强度、化学和热稳定性 – 吸附容量大 – 来源广泛，造价低廉 – 良好的再生性能
吸附法净化气态污染物
常用吸附剂特性
吸附法净化气态污染物
吸附法净化气态污染物
气体吸附
• 吸附 – 由于固体表面上的分子力处于不平衡或不饱和状态，这种不 饱和的结果使固体能够把与其接触的气体或液体溶质吸引到 自己的表面上，从而使其残余力得到平衡。这种在固体表面 进行物质浓缩的现象，称为吸附。工业上的吸附操作就是利 用固体表面的这种特性，用多孔固体吸附剂将气体（或液体 ）混合物中的组分浓集于固体表面 – 吸附质－被吸附物质 – 吸附剂－附着吸附质的物质
吸附剂类型
堆积密度 /kg·m-3
热
容
/kJ(kg·K)-1
操作温度上 限/K
平均孔径/Å
活性炭
200～600
0.836～ 1.254 423
15～25
活性氧化 铝
750～ 1000 0.836～ 1.045 773
18～48
硅胶 800 0.92 673 22
沸石分子筛
4A
5A
13x
800
800
800
• 优点：效率高、可回收、设备简单 • 缺点：吸附容量小、设备体积大
吸附法净化气态污染物
吸附机理
吸附法净化气态污染物
物理吸附和化学吸附
物理吸附
1.吸附力－范德华力； 2.不发生化学反应； 3.过程快，瞬间达到平 衡； 4.放热反应； 5.吸附可逆；
吸附法净化气态污染物概述(PPT 29张)
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。 通气吹扫 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 再生 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 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 再生 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。
一、吸附法净化含氮氧化物废气
2.工艺流程 NOx尾气进入固定床 吸附装置被吸附，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.影响因素 含氧量：NOx尾气中含氧量越大，则净化效 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。
二、吸附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进行吸附，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
因为活性炭是SO2与O2反应的催化剂，反应生
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）： SO2 SO2* 1/2O2 1/2 O2* H2O 化学吸附： SO2* ＋1/2O2* SO3* SO3*＋H2O* H2SO4* H2SO4*＋nH2O H2SO4·nH2O* 总反应方程： SO2＋H2O＋1/2O2 活性炭 H2SO4
大气污染教案-第九章 吸收法净化气体污染物
一、吸收法在烟气脱硫中的应用
反应原理: 吸收： Ca(OH)2+SO2 CaSO3· 1/2H2O+ 1/2H2O CaCO3+SO2+1/2H2O CaSO3· 1/2H2O+CO2↑ CaSO3· 1/2H2O+SO2+1/2H2O Ca(HSO3)2 氧化： 2CaSO3· 1/2H2O+O2+3H2O 2CaSO4· 2H2O Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O CaSO4· 2H2O+SO2 ↑
气液比
适用范围
喷雾塔 填料塔 板式塔
19 11.5 5.67
鼓泡 搅拌釜
鼓泡塔
200
20
0.111
0.0204
0.9
0.98
150~800
极慢反应
4000~10000
第五节 吸收净化法的应用
吸收法在烟气脱硫中的应用 吸收法净化含氮氧化物废气
吸收法净化含氟废气
一、吸收法在烟气脱硫中的应用
1.石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫 最早实现工业化应用 目前实用业绩最多的单项技术 优点：技术成熟、运行状况稳定、原材料石 灰石分布极广、成本低廉 在世界上应用烟气脱硫装置最多的美、德、 日三国中，石灰石/石灰-石膏法装置分别占80%、 90%、75%以上。
按气液分散形式可分为： ① 气相分散、液体连续，如板式塔 ② 液相分散、气相连续，如喷淋塔、填料塔 ③ 气液相同为分散相，如文丘里吸收器 工程中用于净化气态污染物的吸收设备最常 用的是填料塔，其次是板式塔。此外还有喷 淋塔和文丘里吸收器等。
一、吸收设备
气-液反应器的形式
（a）填料床反应器；(b)板式反应器；(c)降膜反应器；(d)喷雾反应器； (e)鼓泡反应器；（f）搅拌鼓泡反应器；(g)喷射或文氏反应器
6气态污染物的治理-吸收法
• 缺点： • 化学吸收流程长，设备较多，操作也较复
杂，吸收剂价格较贵，同时由于吸收能力 强，吸收剂不易再生。
③酸性吸收液 浓硝酸和浓硫酸吸收NOx和SOx
④有机吸收液 吸收有机气体
7、吸收设备：
①气液接触面大，接触时间长； ②气液之间扰动强烈，吸收效率高； ③流动阻力小，工作稳定； ④结构简单，维修方便，投资和运行维修费用低 ⑤具有抗腐蚀和防堵塞能力。
7.1.2、板式塔
1、工作过程：吸收液体由 上部喷头喷入，被吸收气 体由下部送入，气液在中 间塔板层相互接触。常用 的塔板有筛孔板、斜孔板、 筛网等。
2、特点：吸收效率高等。 缺点是板孔容易堵塞，吸 收过程必须保持恒定的作 业条件，且体积大，构造 复杂，造价较高。
浮阀塔浮阀（a）V-4型，（b）T型
• 催化转化法是在催化剂的作用下，将废气中气态 污染物化为非污染物或其他易于清除的物质。
• 冷凝法是利用气体沸点不同，通过冷凝将气态 污染物分离。
• 生物法主要依靠微生物的生化降解作用分解污 染物。
• 膜分离法利用不同气体透过特殊薄膜的不同速 度，使某种气体组分得以分离。
• 电子辐射-化学净化法则是利用高能电子射线激 活、电离、裂解废气中的各组分，从而发生氧 化等一系列化学反应，将污染物转化为非污染 物。
–吸收剂对溶质应有良好的选择性，即对于混合气中待吸 收组分的溶解度要大，对其余组分的溶解度要小；
–溶剂的挥发性要小，以减少溶剂的损失量； –溶剂的粘度要低，这样有利于气、液接触，提高吸收速
率，也便于输送；
–无毒；难燃；腐蚀性小；易得价廉； –易于再生利用；不污染环境。
①水是常用的吸收剂。常用于净化煤气中的CO2和 废气中的SO2、HF、SiF4以及去除NH3和HCl等。
湖大大气污染控制工程课件09吸收法净化气态污染物
对于典型的气液相反应
aA（气相）+bB（液相）
rR
如果化学反应进行得极快，根据A组分与
反应物B的扩散速率不同，会使液相浓度分
布出现3种情况：
（1）CBL<CKP时，吸收速率 方程如下
NA
K AG (PAG
a bH A
DBL DAL
CBL )
其中
11
K AG
1/( kAG
) H AkAL
式中：a，b——化学反应方程式中的反应系数；
A（液）
M++N－
则
[A]物理平衡 =HAPA* [A]化学消耗=[M+]=（K[A]物理平衡 ）0.5
CA=[A]物理平衡 +[A]化学消耗 =HAPA*+（KHAPA*） 0.5
9、2 吸收速率
▪ 9、2、1物理吸收速率 ▪ 1、双膜理论（由刘易斯和怀特曼提出） （1）组成：气相主体+气膜+相界面+液膜+液
▪ 1、化学吸收过程
（1）化学吸收过程：①气相反应物从气相主 体通过气膜向气液相界面传递； ②气相反应 物从气液相界面向液相传递； ③反应组分在 液膜或液相主体内与反应物相遇发生化学反 应； ④反应生成的液相产物向液相主体扩散， 留存于液相，若生成气相产物则向相界面扩 散； ⑤气相产物平衡
▪ 9、1、1物理吸收平衡 1、气体组分在液相的吸收
混合气体 （可吸收组分）
吸收 解吸
吸收剂 （液相）
溶解度：在一定的温度和压力下，吸收过程的
速率和解吸过程的速率相等时气体溶质在液相中 的含量称为该气体的平衡溶解度，在同一系统中 随温度的升高而减小，随压力的增大而增大。
2、享利定律
吸附法净化气态污染物
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） 压力 P ￪，则PA￪，有利； P ￪ ，能耗￪； 一般常压操作
式中：dMA —— dt时间内吸附质从气相扩散至固体表面的 质量，kg/m3剂 ;
吸附速率 吸附层数
快 单分子层，多分子层
慢 单分子层或单原子层
二. 吸附剂 1. 对工业吸附剂的要求 ① 内表面积大; ② 具有较好的选择性;
③ 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. ④ 足够的机械强度、化学和热稳定性; ⑤ 来源广泛,造价低廉等.
固定温度T，则 XT ＝f（p）
2. 吸附等温线
→
等温吸附方程
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，吸附质的饱和蒸气压。
式中： V —— 吸附达平衡的气体吸附量,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。
吸附法净化气态污染物
常用于低浓度气体的吸附。
§3.3 吸附理论
（3）B.E.T多分子层吸附
四个基本假设： ①第一层是吸附质分子和吸附剂表面直接借助吸附 力而结合在表面上。 ②第二层以上的吸附热等于吸附质汽化热或液化热 ③在各层水平方向上吸附分子相互之间没有作用力； ④如果压力接近相应温度下饱和气体的蒸汽压时， 吸附量为无穷大。
（2）Freundlich 吸附等温式
x q ap m
1 n
x 1 lg q lg lg a lg p m n
q——单位吸附剂在吸附平衡时的饱和吸附量，kg/kg或m3/kg； x——被吸附组分的量，m3或kg； m——吸附剂的量，kg； p——被吸附组分的浓度或分压； a, n——经验常数，由实验确定。
§3.1 概述
化学吸附：吸附剂和吸附质之间的作用力是化学键 。 特点： ①吸附剂和吸附质之间发生化学反应，并在吸附剂表 面生成一种化合物； ②化学吸附过程一般进行缓慢，需要很长时间才能达 到平衡； ③化学吸附也是放热过程，但吸附热比物理吸附热大 得多，相当于化学反应热，一般在84～417kJ/mol； ④具有选择性，常常是不可逆的。
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。硅胶具有很好的亲水性， 当用硅胶吸附气体中的水分时，能放出大量的热， 使硅胶容易破碎，但吸附量很大，可达自身重量的 50﹪。在工业上主要用于气体的干燥和从废气中回 收烃类气体，也可用作催化剂的载体。
污染控制化学
王晓红
吸附法净化气态污染物
§3.1 概述 §3.2 吸附剂 §3.3 吸附理论
§3.1 概述
§3.1 概述
（1）吸附的概念
第9章 吸收法净化气体污染物
影响吸收Βιβλιοθήκη 率的因素第二节 吸收的基本原理
• 由传质速率方程，可知在 t 时间内，通过界 面 F 的溶质的量 G 可表示为
G N A t F kG p pi t F kL ci c t F
• 影响因素：
1）总传质系数K越大越好，温度低，K值大；流速高，膜薄，K值大 2）传质界面 F 越大越好，与液滴直径有关 3）接触时间 t 越长越好，取决于吸收塔尺寸和气流速度 4）传质推动力越大越好，气体中可吸收组分的分压越大，推动力越大； 吸收液中组分的浓度越低，推动力越大
此式即为吸收操作线方程式。 吸收操作线斜率L/G称为吸收操作的液气比,物理含义为处 理单位惰性气体所消耗的纯吸收剂的量
第三节 吸收塔的计算
图9-5 吸收操作线和推动力图示
第三节 吸收塔的计算
操作线方程式的作用 说明塔内气液浓度变化情况，更重要的是通过气液情况 与平衡关系的对比，确定吸收推动力,进行吸收速率计算, 并可确定吸收剂的最小用量,计算出吸收剂的操作用量。 操作线与平衡线间的关系，要掌握以下三个方面： (1)在Y—X图上，吸收操作线必须处于平衡线之上； (2)操作线与平衡线之间的距离反映了吸收推动力的大小
1.当溶液的组成改为单位体积溶液中含有溶质的 摩尔数C表示时，则亨利定律表示为
C hpe
h-溶解度系数 2.溶液的组成用摩尔分数x表示，溶质在液体表面 的分压也换成摩尔分数ye表示，则亨利定律表示 为
ye mx
m-相平衡常数
第二节 吸收的基本原理
亨利定律三种表达式
3.用X表示溶液中溶质和吸收剂的摩尔比， 用Y表示气体中溶质与惰性气体的摩尔比， 则 ye x
第二节 吸收的基本原理
• 对流传质过程
• 由传质速率方程，可知在 t 时间内，通过界 面 F 的溶质的量 G 可表示为
G N A t F kG p pi t F kL ci c t F
• 影响因素：
1）总传质系数K越大越好，温度低，K值大；流速高，膜薄，K值大 2）传质界面 F 越大越好，与液滴直径有关 3）接触时间 t 越长越好，取决于吸收塔尺寸和气流速度 4）传质推动力越大越好，气体中可吸收组分的分压越大，推动力越大； 吸收液中组分的浓度越低，推动力越大
此式即为吸收操作线方程式。 吸收操作线斜率L/G称为吸收操作的液气比,物理含义为处 理单位惰性气体所消耗的纯吸收剂的量
第三节 吸收塔的计算
图9-5 吸收操作线和推动力图示
第三节 吸收塔的计算
操作线方程式的作用 说明塔内气液浓度变化情况，更重要的是通过气液情况 与平衡关系的对比，确定吸收推动力,进行吸收速率计算, 并可确定吸收剂的最小用量,计算出吸收剂的操作用量。 操作线与平衡线间的关系，要掌握以下三个方面： (1)在Y—X图上，吸收操作线必须处于平衡线之上； (2)操作线与平衡线之间的距离反映了吸收推动力的大小
1.当溶液的组成改为单位体积溶液中含有溶质的 摩尔数C表示时，则亨利定律表示为
C hpe
h-溶解度系数 2.溶液的组成用摩尔分数x表示，溶质在液体表面 的分压也换成摩尔分数ye表示，则亨利定律表示 为
ye mx
m-相平衡常数
第二节 吸收的基本原理
亨利定律三种表达式
3.用X表示溶液中溶质和吸收剂的摩尔比， 用Y表示气体中溶质与惰性气体的摩尔比， 则 ye x
第二节 吸收的基本原理
• 对流传质过程
吸附法净化气态污染物PPT课件
z
（1）传质区、吸附波（传质波、传质前 沿）:在吸附床中，平衡区与未用区之间的吸
附质负荷变化形成的S形曲线所占的区域称为 传质区，S形曲线称为吸附波（或传质波、传 质前沿）。
（2）穿透现象：当吸附波的前沿刚到床层的
出口端时称为穿透现象。
（3）破点：出现穿透现象后，吸附波稍微向前
移动一点，在流出物的分析中就有吸附质漏出来， 该点称为破点。
例题：（P186习题3）
3、 解： 由希洛夫方程得 K 0.1 Z m 109
B K Z Z m
K 0.2 Z m 310
解得 Z m 0.046m, K 2018 .52
am 又K C0 故有 am KC0 2018 .52 20 2 10
10、1吸附和吸附剂
2、工业吸附剂 （1）活性氧化铝 （2）活性碳※ （3）硅胶 （4）分子筛
10、2吸附平衡与吸附速率
• 10、2、1吸附平衡 1、两个概念
（1）平衡吸附量（静态吸附量或静活性）：在一定的 温度下，与气相中吸附质的初始浓度成平衡时的最 大吸附量，一般用单位 质量吸附剂在吸附平衡时所 能吸附的吸附质质量来表示，表示固体吸附剂对气 体吸附量的极限，以am表示。 （2）动活性：气体通过吸附层时，随着床层吸附剂的 逐渐接近饱和，吸附质最终不能被全部吸附，当流 出气体中可能出现吸附质时，我们认为吸附剂已失 效，此时计算出来的单位吸附剂所吸收吸附质的量 称为动活性。 显然：动活性＜静活性
10、3吸附装置及工艺
• 10、3、1吸附装置 1、固定床吸附器 2、回转吸附器 3、流动床吸附器 • 10、3、2吸附工艺 1、一般吸附工艺 2、变压吸附工艺（PSA）
有机气态污染物固定床吸附 工艺流程（一般吸附工艺）
（1）传质区、吸附波（传质波、传质前 沿）:在吸附床中，平衡区与未用区之间的吸
附质负荷变化形成的S形曲线所占的区域称为 传质区，S形曲线称为吸附波（或传质波、传 质前沿）。
（2）穿透现象：当吸附波的前沿刚到床层的
出口端时称为穿透现象。
（3）破点：出现穿透现象后，吸附波稍微向前
移动一点，在流出物的分析中就有吸附质漏出来， 该点称为破点。
例题：（P186习题3）
3、 解： 由希洛夫方程得 K 0.1 Z m 109
B K Z Z m
K 0.2 Z m 310
解得 Z m 0.046m, K 2018 .52
am 又K C0 故有 am KC0 2018 .52 20 2 10
10、1吸附和吸附剂
2、工业吸附剂 （1）活性氧化铝 （2）活性碳※ （3）硅胶 （4）分子筛
10、2吸附平衡与吸附速率
• 10、2、1吸附平衡 1、两个概念
（1）平衡吸附量（静态吸附量或静活性）：在一定的 温度下，与气相中吸附质的初始浓度成平衡时的最 大吸附量，一般用单位 质量吸附剂在吸附平衡时所 能吸附的吸附质质量来表示，表示固体吸附剂对气 体吸附量的极限，以am表示。 （2）动活性：气体通过吸附层时，随着床层吸附剂的 逐渐接近饱和，吸附质最终不能被全部吸附，当流 出气体中可能出现吸附质时，我们认为吸附剂已失 效，此时计算出来的单位吸附剂所吸收吸附质的量 称为动活性。 显然：动活性＜静活性
10、3吸附装置及工艺
• 10、3、1吸附装置 1、固定床吸附器 2、回转吸附器 3、流动床吸附器 • 10、3、2吸附工艺 1、一般吸附工艺 2、变压吸附工艺（PSA）
有机气态污染物固定床吸附 工艺流程（一般吸附工艺）
吸附法净化气态污染物的几个基础问题
１ ． 学 吸 附 ２化
的低浓度 有害物质 ， 具有净化 效率高 、 可 回收有 用组分 、 设备 简单 、 易实现 自动化
控制等优 点， 缺点是 吸附容 量较小 、 其 设
备体 积 大 。
由于多孔性 固体吸 附剂表 面存在 着
剩 余 吸 引 力 ， 表 面 具 有 吸 附 力 。 据 吸 故 根 附 剂 表 面 与 被 吸 附 物 质 之 间 作 用 力 的 不 加 固 后 的 极 限 荷 载 刚度 值 均 有 所 提 高 ， 但 提 高 幅度 比未 开 裂 墙体 的低 ， 约 是 未 开 大 裂 墙 体 单 面加 固 的… 半 ， 面 剪 刀 撑 加 固 双
和动 活性 ， 般静活性应 用较 多。 一
３ 吸 附 法 的特 点 ．
用 多孔 性 固体 处理 流 体混 合物 ， 使 其 中所 含 的 一 种 或 者 几 种 组 分 浓 集 在 固 体 表 面 ， 而 与 其 他 组 分 分 开 的过 程 称 为 吸 附 。被 吸 附 到 固 体 表 面 的 物 质 称 为 吸
口王 琛
（ 龙 江 生 态 工 程职 业 学 院 资 源 环 境 系 ， 龙 江 哈 尔 滨 １０ ２ ） 黑 黑 ０ ５ ５
低 温 度 下 发 生 物 理 吸 附 ．而 在 较 高 温 度 Ｆ发 生 化 学 吸 附 ． 即 物 胖 吸 附 发 ， 化 圭在 学 吸 附 之 前 ， 当吸 附 剂 逐 渐 具 备 足 够 高 的 活 化 能 后 ， 发 生 化 学 吸 附 。 可 能 两 才 亦
附质 ，吸 附质附着 于其上 的物质称 为吸
附剂。 １ 吸 附 类 型 ． 吸 附 净 化 是利 用 多孔 性 固 体 物 质 具 有 选 择 性 吸 附废 气 中 的 一 种 或 多 种 有 害 组分 的特点 ， 现 净化废气 的一种 方法 。 实 该 方 法 能 够 有 效 脱 除 一 般 方 法 难 于 分 离
的低浓度 有害物质 ， 具有净化 效率高 、 可 回收有 用组分 、 设备 简单 、 易实现 自动化
控制等优 点， 缺点是 吸附容 量较小 、 其 设
备体 积 大 。
由于多孔性 固体吸 附剂表 面存在 着
剩 余 吸 引 力 ， 表 面 具 有 吸 附 力 。 据 吸 故 根 附 剂 表 面 与 被 吸 附 物 质 之 间 作 用 力 的 不 加 固 后 的 极 限 荷 载 刚度 值 均 有 所 提 高 ， 但 提 高 幅度 比未 开 裂 墙体 的低 ， 约 是 未 开 大 裂 墙 体 单 面加 固 的… 半 ， 面 剪 刀 撑 加 固 双
和动 活性 ， 般静活性应 用较 多。 一
３ 吸 附 法 的特 点 ．
用 多孔 性 固体 处理 流 体混 合物 ， 使 其 中所 含 的 一 种 或 者 几 种 组 分 浓 集 在 固 体 表 面 ， 而 与 其 他 组 分 分 开 的过 程 称 为 吸 附 。被 吸 附 到 固 体 表 面 的 物 质 称 为 吸
口王 琛
（ 龙 江 生 态 工 程职 业 学 院 资 源 环 境 系 ， 龙 江 哈 尔 滨 １０ ２ ） 黑 黑 ０ ５ ５
低 温 度 下 发 生 物 理 吸 附 ．而 在 较 高 温 度 Ｆ发 生 化 学 吸 附 ． 即 物 胖 吸 附 发 ， 化 圭在 学 吸 附 之 前 ， 当吸 附 剂 逐 渐 具 备 足 够 高 的 活 化 能 后 ， 发 生 化 学 吸 附 。 可 能 两 才 亦
附质 ，吸 附质附着 于其上 的物质称 为吸
附剂。 １ 吸 附 类 型 ． 吸 附 净 化 是利 用 多孔 性 固 体 物 质 具 有 选 择 性 吸 附废 气 中 的 一 种 或 多 种 有 害 组分 的特点 ， 现 净化废气 的一种 方法 。 实 该 方 法 能 够 有 效 脱 除 一 般 方 法 难 于 分 离
吸附法去除气态污染物
•3、影响气体吸附的因素
•（1）操作条件：
• ①低温（有利）
物理吸附；
•
高温（有利）
化学吸附。
• ②吸附质分压上升，吸附量增加。
• ③气流速度：对固定床为0.2~0.6m/s
•
•（2）吸附剂的性质：
•如孔隙率、孔径、粒度
比表面积
吸附效果
•（3）吸附质的性质与浓度：
•如临界直径、分子量、沸点、饱和性。
•①lgXT—gP关系，得直线；②1/n , lgk求出n，k； •③1/n介于0.1~0.5之间时，吸附容易进行；
•
④来源广泛，造价低廉；
•
⑤良好的再生性能（从经济角度考虑）。
•
2、工业常用吸附剂
•
①活性炭：疏水性，常用于空气中有机溶剂
，催化脱
•
• 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℃。
• ②活性氧化铝：用于气体干燥，石油气脱硫，含氟废 气净化（对水有强吸附能力）。
•例：同种活性炭做吸附剂，对于结构相似的有机物分子 量和不饱和性越高，沸点越高，吸附越容易。
•（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： •静活性：是指在一定温度下，与气相中被吸附物质的初 始浓度平衡时的最大吸附量，即在该条件下，吸附达到 饱和时的吸附量。
•（2）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。
吸收法净化气态污染物
第九章 吸收法净化气态污染物9.1 浓度为0.03（摩尔分数）的稀氨水，在30℃时氨的平衡分压为3.924 kPa ，氨水上方的总压为101.3kPa ，其相平衡关系服从亨利定律。
稀氨水密度近似取1000kg/m 3，试计算亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数。
解：由x=p */E 得 享利系数：E=p */x=3.942×103/0.03 =1.314×105p a 溶解度系数：H=EM p s s=551010314.1181000-⨯⨯⨯ =0.423mol/Pa ·m 3 因为y *=P */P =3.942/101.3 =0.039 又由y *=mx 得 相平衡常数：m=y */x =0.039/0.03 =1.39.2 试计算10℃及101.3kPa 压力下，与空气接触的水中氧的最大浓度（分别以摩尔分数和g/m 3表示）。
解：查表9-2得E=5.56×106kPa ，摩尔分数可从式P=Ex 求得， 即x=P/E=1.013×105/5.56×109 =0.18×10-4 =1.8×10-5由附录表7和元素表查得10℃下水的密度31/7.999m kg =ρ，O 2的分子量M 2o =32，依式9.9即可求得： C=)1(2x M x M xs o L -+ρ=)108.11(18108.132108.17.999555---⨯-+⨯⨯⨯⨯ =1.0×10-3mol/m 39.3 某吸收塔填料层高度为2.7m ，在101.3kPa 压力下，用清水逆流吸收混和气中的氨，混和气入塔流率0.03kmol/(m 3s)，含氨2%（体积），清水的喷淋密度为0.018kmol(m 2·s)，操作条件下亨利系数E 为60kPa ，体积传质系数为k ya =0.1kmol/(m 3·s)，试求排出气体中氨的浓度。
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物理吸附的特征： 化学吸附的特征： 1. 气固间不发生化学反应 1. 明显的选择性 2. 对气体无选择性，可吸附所有气体 2. 单分子层吸附 3. 单分子层吸附和多分子层吸附兼有 3. 放热过程，吸附热大
4. 吸附过程为放热过程（低温有利于物理吸附） 4. 被吸附分子结构发生变化，活性显著升高
5. 吸附速率随温度的升高而增加
吸附法的优点和缺点
优点：
选择性高、分离效果好、净化效率高、设备简单、 操作方便、易于实现自动控制等，特别是对于处 理低浓度废气非常有效；通过吸附剂的解吸可回 收污染物，实现废物资源化。
缺点：
运行和维护成本相对于吸收法较高，压力损失较 高。
9.1气体吸附的分类
物理吸附：范德华力，单层吸附或多层吸附 化学吸附：化学键力，单层吸附
k y k x / m
外扩散控制
影响气体吸附的因素
操作条件：温度、压力 吸附质的性质：孔隙率、孔径、粒度、比表面积、吸附质的分
子量、沸点、饱和性
吸附剂的活性：静活性、动活性
fV m W
δ －比表面积，m2/g； f－单位体积气体铺成单分子层时所占的面 积，m2/mL； N0－阿佛加德罗常数； A－吸附质分子的横截面积，m2； Vm－吸附剂表面单层分子铺满时的气体体 积，mL； W－吸附剂的重量，g。
动活性
朗格缪尔（Langmuir）方程式
物理吸附， 兼有化学吸附
A－饱和吸附量；
AKPA X T A A 1 KPA
V KPA A Vm 1 KPA
K－吸附、解吸常数之比； θ－吸附剂表面覆盖率； P－气体压力；
V－气体压力为PA时气体在标准状态下的体积；
Vm－吸附剂被覆盖满一层时气体在标准状态下 的体积。
dqA k xa p ( X As X A ) d
dqA－dt时间内吸附质扩散到吸附剂表面的质量， kg/ m3；
ky－外扩散吸附系数，kg/(m3.s)；
ap－单位吸附剂的吸附表面积， m2/m3；
YA、YAs－吸附质在气相中和吸附剂外表面上的浓度质量分数。 kx－内扩散吸附系数，kg/(m3.s)； XA、XAs－吸附质在气相中和吸附剂外表面上的浓度质量分数。
吸附工艺
固定床吸附流程
吸附流程
流化床吸附流程
移动床吸附流程
半连续式固定床吸附流程
移动床吸附工艺流程图
连续式流化床吸附工艺流程图
9.4固定床吸附过程的分析及计算
固定床吸附的分析
吸附负荷曲线 穿透曲线 传质区高度
0
b
e
Xe
Xe
Xe
Xe
Xe
X0
X0
X0
X0
X0
物理吸附与化学吸附比较表
项目
吸附剂
物理吸附
一切固体
化学吸附
某些固体
吸附物
温度范围 吸附热 速率及活化 能
低于临界点的一切气体
低温 低，与凝聚热相当 非常快，活化能低 多层吸附 高度可逆
某些化学上能与之起反应的气体
通常是高温 高，与反应热相当 非活性吸附活化能低，活性吸附 活化能高 单层吸附或不满一层 通常不可逆
常用工业吸附剂
活性氧化铝 硅胶 活性炭 沸石分子筛
活性炭
水处理活性炭
工业专用 活性炭
活性碳纤维
净水椰壳活性炭
山楂壳活性炭
汽油脱硫活性炭
针剂用活性炭 活性炭过滤棉 椰壳载银炭
酒类专用炭
活性炭过滤器
硅胶干燥剂
蓝色硅胶
小包变色干燥剂 食品干燥剂 啤酒硅胶
活矿干燥剂
氧化钙干燥剂
活性氧化铝干燥剂
石灰干燥剂
（3） 二氧化硫的控制
硫氧化物主要是二氧化硫, 目前控制的主要方法有：高烟囱 稀释法、采用低硫燃料、排放废气脱硫等，近年在采用干法 （吸附剂吸附法）、湿法脱硫技术领域开展了较多研究，工 业化应用已很成熟。 吸附法脱除废气中的SO2又分为物理 吸附法和化学吸附法，物理吸附时被选择性吸收的SO2可通 过升温或降压解吸出来，化学吸附时吸附剂同时起催化作用， 被吸附的SO2被废气中的氧氧化成SO3，后者在与水生成 硫酸。
穿透曲线法
气相中吸附质的浓度低 等温吸附，吸附等温线是线性的 传质区高度远小于吸附器高度
希洛夫近似法
吸附速率无穷大，吸附质进入后立即被吸附
到达破点时，吸附床层即达到饱和
固定床吸附器的设计计算
设计依据 吸附器的确定 吸附剂的选择 横截面积计算 吸附区高度计算 吸附剂用量计算 吸附周期确定 固定床压力损失计算
第9章 吸附法净化气态污染物
气体吸附及吸附剂
吸附平衡及吸附速率
吸附装置及吸附工艺
固定床吸附过程的分析及计算
吸附剂的再生
吸附法的应用
9.1气体吸附及吸附剂
气体吸附
用多孔固体将气体混合物中的一种或几 种组分浓集于固体表面，而与其它组分分离 的过程。
吸附剂：多孔固体 吸附质：被吸附到固体表面的物质
z
z
Ye
z
z
z
Y0
固定床吸附的分析
吸附负荷曲线
横坐标：床层离进口端的长度 纵坐标：床层中的吸附负荷量 横坐标：床层离进口端的长度 纵坐标：床层中的吸附负荷量 穿透时间 b 所对应的浓度 C（流出物吸附质）到干点时间 B e 所对应的浓度CE 区间内传质前沿或穿透曲线在轴上的 长度
几种活性炭再生方法的原理和特点
湿式氧化再生法
超声波再生法 超临界二氧化碳萃取再生法
9.6吸附法的应用
吸附法净化硫氧化物 吸附法净化氮氧化物
吸附法净化碳氢化合物
吸附法目前的应用前景
（1）硝酸生产尾气、烟道气、石灰窑气等各种工业废气中 的NOx
硝酸生产过程中要排放大量的硝酸尾气，其中含有NOx。NOx不仅对 人类、生物有剧毒，而且导致光化学烟雾的生成，其危害极大。我国现 有硝酸生产工厂50多家，硝酸尾气中NOx的浓度一般为5005000 ppm，每年排入大气的NOx（以NO2计）约为6万吨。如果能回收这 些NOx，不仅控制了对环境的污染，同时可以增产硝酸，降低生产成本。 硝酸尾气的吸附法回收治理研究表明，净化气中NOx浓度可控制在低于 0.02%，对应尾气中NOx浓度从0.04%到0.8%，回收气中NOx浓度 变化范围可从0.8%至5%，可以返回系统生产硝酸。 对石灰窑气等废气中氮氧化物的脱除技术，对烟道气中氮氧化物的脱除， 根据烟道气组成采用吸附法与其他化学技术处理法可有效控制氮氧化物 的排放量。
PSA制氮机 变压吸附制氮
环已烷吸附设备
活性炭纤维有机废气高效吸附装置
本发明巧妙地将一次吸附后的尾气收集 起来，处理后用作二次吸附的气源或干 燥风。使得活性炭纤维吸附装置的多次 吸附成为可能，也就是说达到苛刻的国 家排放标准成为可能。
活性炭纤维 有机废气吸 附装置专用 密封装置
二氯甲烷吸附回收装置
P (c 1) P V ( P P) Vm cP 0 0
P0－在吸附温度下吸附质的饱和蒸气压，Pa；
吸附等温线
Ⅰ型：微孔填充特征 Ⅱ型：多相基质上不受限制的多层吸附 Ⅲ型：吸附剂与吸附质之间的作用微弱 Ⅳ型：具有滞后回线 Ⅴ型：具有滞后回线且吸附剂与吸附质之间的作用微弱 Ⅵ型：均匀基质上的惰性气体分子分阶段多层吸附
N0 A f 22.4 10 3
N 0 6.023 10 23
9.3吸附装置及吸附工艺
固定床吸附器 回转床吸附器 吸附装置 流化床吸附器 移动床吸附器
固定床吸附器
移动床吸附器
流化床吸附器
变压吸附设备
变压吸附设备是指采用分子筛为吸附剂，通过压力的变化，利用 空气中氧气、氮气在分子筛表面吸附量的差异达到氧、氮分离的 目的。由于变压吸附属于常温空气分离，因此具有能耗低、启动 速度快（30分钟即可达到要求）、自动化程度高、结构紧凑、占 地面积小、一次投资少等特点。变压吸附制氧纯度可达93%， 变压吸附制氮纯度可达98%至99.99%，适用于对使用纯度要 求不高的冶金、化工等行业。
穿透曲线
传质区高度
影响穿透曲线的因素
吸附质浓度 吸附质分子量 吸附剂颗粒大小 吸附剂使用程度 吸附剂种类及吸附质的差异
穿透曲线形状：陡---吸附过程速率快 平缓---吸附过程速率慢 当曲线为一竖立直线时，则是理想的吸附波
固定床吸附器内的浓度分布
理想穿透曲线
吸附区高度的计算
气体分子覆 盖情况
可逆性 应用
测定表面浓度，吸附解吸速率， 测量固体表面积、孔隙大小， 估计活性中心面积，固体表面动 分离或净化气体和液体 力学研究
气体吸附过程
9.2吸附剂
吸附剂的条件
吸附能力强，吸附容量大； 巨大的内表面积和孔隙率； 对不同的气体具有选择性的吸附作用； 较高的机械强度、化学和热稳定性； 良好的再生性能； 颗粒均匀； 来源广泛，造价低廉 。
Ⅰ型：80K下N2在活性炭上的吸附；Ⅱ型： 78K下N2在硅胶上的吸附；
Ⅲ型： 351K下溴在硅胶上的吸附；Ⅳ型： 323K下苯在FeO上的吸附；
Ⅴ型： 373K下水蒸气在活性炭上的吸附；Ⅵ型：惰性气体分子分阶段多层吸附。
SO2在硅胶上的吸附等温线
NH3在活性炭上的吸附等温线
二氧化碳在活性炭上的吸附等温线
A f (T , P)
吸附的基本概念
吸附容量
吸附能力的标志
静活性
一定温度压力条件下，单位质量吸附剂上所吸附的吸附质的量（%， kg吸附质/kg吸附剂） 取决于温度、吸附 质的浓度或分压 一定温度压力条件下，达到平衡时单位质量吸附剂上所吸附的吸附 质的量，即平衡吸附量 与温度、吸附质的浓度 或分压、操作条件有关 一定温度压力条件下，将气体混合物通过吸附床层，吸附质被吸附， 当吸附一时间后，当从吸附剂床层流出吸附质时，床层失效，此时单 位质量吸附剂上所吸附的吸附质的量
4. 吸附过程为放热过程（低温有利于物理吸附） 4. 被吸附分子结构发生变化，活性显著升高
5. 吸附速率随温度的升高而增加
吸附法的优点和缺点
优点：
选择性高、分离效果好、净化效率高、设备简单、 操作方便、易于实现自动控制等，特别是对于处 理低浓度废气非常有效；通过吸附剂的解吸可回 收污染物，实现废物资源化。
缺点：
运行和维护成本相对于吸收法较高，压力损失较 高。
9.1气体吸附的分类
物理吸附：范德华力，单层吸附或多层吸附 化学吸附：化学键力，单层吸附
k y k x / m
外扩散控制
影响气体吸附的因素
操作条件：温度、压力 吸附质的性质：孔隙率、孔径、粒度、比表面积、吸附质的分
子量、沸点、饱和性
吸附剂的活性：静活性、动活性
fV m W
δ －比表面积，m2/g； f－单位体积气体铺成单分子层时所占的面 积，m2/mL； N0－阿佛加德罗常数； A－吸附质分子的横截面积，m2； Vm－吸附剂表面单层分子铺满时的气体体 积，mL； W－吸附剂的重量，g。
动活性
朗格缪尔（Langmuir）方程式
物理吸附， 兼有化学吸附
A－饱和吸附量；
AKPA X T A A 1 KPA
V KPA A Vm 1 KPA
K－吸附、解吸常数之比； θ－吸附剂表面覆盖率； P－气体压力；
V－气体压力为PA时气体在标准状态下的体积；
Vm－吸附剂被覆盖满一层时气体在标准状态下 的体积。
dqA k xa p ( X As X A ) d
dqA－dt时间内吸附质扩散到吸附剂表面的质量， kg/ m3；
ky－外扩散吸附系数，kg/(m3.s)；
ap－单位吸附剂的吸附表面积， m2/m3；
YA、YAs－吸附质在气相中和吸附剂外表面上的浓度质量分数。 kx－内扩散吸附系数，kg/(m3.s)； XA、XAs－吸附质在气相中和吸附剂外表面上的浓度质量分数。
吸附工艺
固定床吸附流程
吸附流程
流化床吸附流程
移动床吸附流程
半连续式固定床吸附流程
移动床吸附工艺流程图
连续式流化床吸附工艺流程图
9.4固定床吸附过程的分析及计算
固定床吸附的分析
吸附负荷曲线 穿透曲线 传质区高度
0
b
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Xe
Xe
Xe
Xe
Xe
X0
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X0
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物理吸附与化学吸附比较表
项目
吸附剂
物理吸附
一切固体
化学吸附
某些固体
吸附物
温度范围 吸附热 速率及活化 能
低于临界点的一切气体
低温 低，与凝聚热相当 非常快，活化能低 多层吸附 高度可逆
某些化学上能与之起反应的气体
通常是高温 高，与反应热相当 非活性吸附活化能低，活性吸附 活化能高 单层吸附或不满一层 通常不可逆
常用工业吸附剂
活性氧化铝 硅胶 活性炭 沸石分子筛
活性炭
水处理活性炭
工业专用 活性炭
活性碳纤维
净水椰壳活性炭
山楂壳活性炭
汽油脱硫活性炭
针剂用活性炭 活性炭过滤棉 椰壳载银炭
酒类专用炭
活性炭过滤器
硅胶干燥剂
蓝色硅胶
小包变色干燥剂 食品干燥剂 啤酒硅胶
活矿干燥剂
氧化钙干燥剂
活性氧化铝干燥剂
石灰干燥剂
（3） 二氧化硫的控制
硫氧化物主要是二氧化硫, 目前控制的主要方法有：高烟囱 稀释法、采用低硫燃料、排放废气脱硫等，近年在采用干法 （吸附剂吸附法）、湿法脱硫技术领域开展了较多研究，工 业化应用已很成熟。 吸附法脱除废气中的SO2又分为物理 吸附法和化学吸附法，物理吸附时被选择性吸收的SO2可通 过升温或降压解吸出来，化学吸附时吸附剂同时起催化作用， 被吸附的SO2被废气中的氧氧化成SO3，后者在与水生成 硫酸。
穿透曲线法
气相中吸附质的浓度低 等温吸附，吸附等温线是线性的 传质区高度远小于吸附器高度
希洛夫近似法
吸附速率无穷大，吸附质进入后立即被吸附
到达破点时，吸附床层即达到饱和
固定床吸附器的设计计算
设计依据 吸附器的确定 吸附剂的选择 横截面积计算 吸附区高度计算 吸附剂用量计算 吸附周期确定 固定床压力损失计算
第9章 吸附法净化气态污染物
气体吸附及吸附剂
吸附平衡及吸附速率
吸附装置及吸附工艺
固定床吸附过程的分析及计算
吸附剂的再生
吸附法的应用
9.1气体吸附及吸附剂
气体吸附
用多孔固体将气体混合物中的一种或几 种组分浓集于固体表面，而与其它组分分离 的过程。
吸附剂：多孔固体 吸附质：被吸附到固体表面的物质
z
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固定床吸附的分析
吸附负荷曲线
横坐标：床层离进口端的长度 纵坐标：床层中的吸附负荷量 横坐标：床层离进口端的长度 纵坐标：床层中的吸附负荷量 穿透时间 b 所对应的浓度 C（流出物吸附质）到干点时间 B e 所对应的浓度CE 区间内传质前沿或穿透曲线在轴上的 长度
几种活性炭再生方法的原理和特点
湿式氧化再生法
超声波再生法 超临界二氧化碳萃取再生法
9.6吸附法的应用
吸附法净化硫氧化物 吸附法净化氮氧化物
吸附法净化碳氢化合物
吸附法目前的应用前景
（1）硝酸生产尾气、烟道气、石灰窑气等各种工业废气中 的NOx
硝酸生产过程中要排放大量的硝酸尾气，其中含有NOx。NOx不仅对 人类、生物有剧毒，而且导致光化学烟雾的生成，其危害极大。我国现 有硝酸生产工厂50多家，硝酸尾气中NOx的浓度一般为5005000 ppm，每年排入大气的NOx（以NO2计）约为6万吨。如果能回收这 些NOx，不仅控制了对环境的污染，同时可以增产硝酸，降低生产成本。 硝酸尾气的吸附法回收治理研究表明，净化气中NOx浓度可控制在低于 0.02%，对应尾气中NOx浓度从0.04%到0.8%，回收气中NOx浓度 变化范围可从0.8%至5%，可以返回系统生产硝酸。 对石灰窑气等废气中氮氧化物的脱除技术，对烟道气中氮氧化物的脱除， 根据烟道气组成采用吸附法与其他化学技术处理法可有效控制氮氧化物 的排放量。
PSA制氮机 变压吸附制氮
环已烷吸附设备
活性炭纤维有机废气高效吸附装置
本发明巧妙地将一次吸附后的尾气收集 起来，处理后用作二次吸附的气源或干 燥风。使得活性炭纤维吸附装置的多次 吸附成为可能，也就是说达到苛刻的国 家排放标准成为可能。
活性炭纤维 有机废气吸 附装置专用 密封装置
二氯甲烷吸附回收装置
P (c 1) P V ( P P) Vm cP 0 0
P0－在吸附温度下吸附质的饱和蒸气压，Pa；
吸附等温线
Ⅰ型：微孔填充特征 Ⅱ型：多相基质上不受限制的多层吸附 Ⅲ型：吸附剂与吸附质之间的作用微弱 Ⅳ型：具有滞后回线 Ⅴ型：具有滞后回线且吸附剂与吸附质之间的作用微弱 Ⅵ型：均匀基质上的惰性气体分子分阶段多层吸附
N0 A f 22.4 10 3
N 0 6.023 10 23
9.3吸附装置及吸附工艺
固定床吸附器 回转床吸附器 吸附装置 流化床吸附器 移动床吸附器
固定床吸附器
移动床吸附器
流化床吸附器
变压吸附设备
变压吸附设备是指采用分子筛为吸附剂，通过压力的变化，利用 空气中氧气、氮气在分子筛表面吸附量的差异达到氧、氮分离的 目的。由于变压吸附属于常温空气分离，因此具有能耗低、启动 速度快（30分钟即可达到要求）、自动化程度高、结构紧凑、占 地面积小、一次投资少等特点。变压吸附制氧纯度可达93%， 变压吸附制氮纯度可达98%至99.99%，适用于对使用纯度要 求不高的冶金、化工等行业。
穿透曲线
传质区高度
影响穿透曲线的因素
吸附质浓度 吸附质分子量 吸附剂颗粒大小 吸附剂使用程度 吸附剂种类及吸附质的差异
穿透曲线形状：陡---吸附过程速率快 平缓---吸附过程速率慢 当曲线为一竖立直线时，则是理想的吸附波
固定床吸附器内的浓度分布
理想穿透曲线
吸附区高度的计算
气体分子覆 盖情况
可逆性 应用
测定表面浓度，吸附解吸速率， 测量固体表面积、孔隙大小， 估计活性中心面积，固体表面动 分离或净化气体和液体 力学研究
气体吸附过程
9.2吸附剂
吸附剂的条件
吸附能力强，吸附容量大； 巨大的内表面积和孔隙率； 对不同的气体具有选择性的吸附作用； 较高的机械强度、化学和热稳定性； 良好的再生性能； 颗粒均匀； 来源广泛，造价低廉 。
Ⅰ型：80K下N2在活性炭上的吸附；Ⅱ型： 78K下N2在硅胶上的吸附；
Ⅲ型： 351K下溴在硅胶上的吸附；Ⅳ型： 323K下苯在FeO上的吸附；
Ⅴ型： 373K下水蒸气在活性炭上的吸附；Ⅵ型：惰性气体分子分阶段多层吸附。
SO2在硅胶上的吸附等温线
NH3在活性炭上的吸附等温线
二氧化碳在活性炭上的吸附等温线
A f (T , P)
吸附的基本概念
吸附容量
吸附能力的标志
静活性
一定温度压力条件下，单位质量吸附剂上所吸附的吸附质的量（%， kg吸附质/kg吸附剂） 取决于温度、吸附 质的浓度或分压 一定温度压力条件下，达到平衡时单位质量吸附剂上所吸附的吸附 质的量，即平衡吸附量 与温度、吸附质的浓度 或分压、操作条件有关 一定温度压力条件下，将气体混合物通过吸附床层，吸附质被吸附， 当吸附一时间后，当从吸附剂床层流出吸附质时，床层失效，此时单 位质量吸附剂上所吸附的吸附质的量