吸附法净化气态污染物
第四章 净化气态污染物的方法
第四章 净化气态污染物的方法我们都知道，大气污染物分类为气态污染物和颗粒状污染物，本章是针对于气态污染物的处理方法进行学习。
工程上净化气态污染物的方法主要有以下几种：利用溶液的溶解作用所组成的气体吸收净化；利用固体表面吸附作用的吸附净化；利用某些催化剂的催化转化；有机物的高温焚烧等方法。
§1 吸收法净化气态污染物吸收法净化气态污染物是利用气体混合物中各种成分在吸收剂中的溶解度不同，或者与吸收剂中的组分发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的操作过程。
吸收分为物理吸收和化学吸收两大类。
吸收过程无明显的化学反应时为物理吸收，如用水吸收氯化氢。
用水吸收二氧化碳的感。
吸收过程中伴有明显化学反应时为化学吸收，如用碱液吸收难以达到排放标准，因此大多数采用化学吸收。
吸收法不但能消除气态污染物对大气的污染，而且开可以使其还可以使其转化为有用的产品。
并且还有捕集效率高、设备简单、一次性投资低等优点，因此，广泛用于气态污染物的处理。
如处理含有SO 2、H 2S 、HF 和NO x 等废气的污染物。
一、吸收平衡理论物理吸收时，常用亨利定律来描述气液两相间的平衡，即i i i x E p =* 式中*i p ——i 组分在气相中的平衡分压，Pa ；i x ——i 组分在液相中的浓度，mol%；i E ——i 组分的亨利系数，Pa 。
若溶液中的吸收质（被吸收组分）的含量i c 以千摩尔/米3表示，亨利定律可表示为： i i i H c p =*或i i i p H c =i H ——i 气体在溶液中的溶解度，kmol/m 3·Pa 。
亨利定律适用于常压或低压下的溶液中，且溶质在气相及液相中的分子状态相同。
如被溶解的气体在溶液中发生某种变化（化学反应、离解、聚合等），此定律只适用于溶液中未发生化学变化的那部分溶质的分子浓度，而该项浓度决定于液相化学反应条件。
二、双膜理论吸收是气相组分向液向转移的过程，由于涉及气液两相间的传质，因此这种转移过程十分复杂，现已提出了一些简化模型及理论描述，其中最常用的是双膜理论，它不仅用于物理吸收，也适用于气液相反应。
吸附异味的方法
一、植物消除法（吊兰、芦荟）吊兰、芦荟、虎尾兰能大量吸收室内甲醛等污染物质，消除并防止室内空气污染；茉莉、丁香、金银花、牵牛花等花卉分泌出来的杀菌素能够杀死空气中的某些细菌，抑制结核、痢疾病原体和伤寒病菌的生长，使室内空气清洁卫生。
大多数植物白天进行光合作用，吸收二氧化碳，释放氧气；夜间进行呼吸作用，吸收氧气，释放二氧化碳。
而有些植物则相反，如仙人掌就是白天释放二氧化碳，夜间则吸收二氧化碳，释放氧气，这样晚上居室内放有仙人掌，就可补充氧气，利于睡眠。
二、吸附法（活性炭）吸附是一种固体表面现象。
它是利用多孔性固体吸附剂处理气态污染物，使其中的一种或几种组分，在固体吸附剂表面，在分子引力或化学键力的作用下，被吸附在固体表面，从而达到分离的目的。
常用的固体吸附剂有焦炭和活性炭等，其中应用最为广泛的是活性炭。
活性炭对对苯、甲苯、二甲苯、乙醇、乙醚、煤油、汽油、苯乙烯、氯乙烯等物质都有吸附功能。
油漆味：新油漆的墙壁或家具有一股浓烈的油漆味，要去除漆味，你只需在室内放两盆冷盐水，一至两天漆味便除，也可将洋葱浸泡盆中，同样有效。
居室异味：居室空气污浊，可在灯泡上滴几滴香水或风油精，遇热后会散发出阵阵清香，沁人心脾。
如何去除室内新装修的油漆味注意:装修好的居室不可马上入住，要尽量通风散味，但又不能打开所有门窗通风，因为这样可能会给刚施工完毕的墙顶漆带来不利，使墙顶急速风干，容易出现裂纹，破坏美观。
1、盛器打满凉水，然后加入适量食醋放在通风房间，并打开家具门。
这样既可适量蒸发水份保护墙顶涂料面，又可吸收消除残留异味;2、买些菠萝在每个房间放上几个，大的房间可多放一些。
因为菠萝是粗纤维类水果，既可起到吸收油漆味又可达到散发菠萝的清香味道、加快清除异味的速度，起到了两全其美的效果;3、要快速清除残留油漆味，可用柠檬酸浸湿棉球，挂在室内以及木器家具内;4、刚装修过的房屋往往有天纳水等各种刺鼻的化工原料气味，把一只破开肚的菠萝蜜（一种形似榴莲的热带水果,但绝不是榴莲啊!!放榴莲可糟了!）放在屋内，由于菠萝蜜个体大（一般有西瓜那么大），香味极浓，几天就可以把异味吸光;5、可以去市场挑选一些高科技的祛味清洁剂，它能去除新装修房、新家具等散发出的有害气体。
废气处理方法
废气处理方法废气处理是指对工业生产中产生的废气进行处理，以减少对环境的污染，保护人类健康和生态平衡。
废气处理方法的选择和实施对于企业的可持续发展至关重要。
本文将介绍一些常见的废气处理方法，以及它们的特点和适用范围。
首先，常见的废气处理方法之一是物理吸附。
物理吸附是指利用吸附剂对废气中的有害物质进行吸附，从而净化废气。
这种方法适用于处理低浓度的废气，对于一些挥发性有机物和气态污染物有较好的去除效果。
物理吸附方法操作简单，维护成本低，但吸附剂的再生和废物处理是需要考虑的问题。
其次，化学吸收是另一种常见的废气处理方法。
化学吸收是指利用化学反应将废气中的有害物质溶解到吸收液中，从而达到净化废气的目的。
化学吸收方法适用于处理高浓度、高温的废气，对于酸性废气和碱性废气都有较好的处理效果。
但是，化学吸收方法需要考虑吸收液的再生和废液处理的问题，同时操作成本较高。
另外，燃烧是一种常见的废气处理方法。
燃烧是指将废气中的有害物质燃烧成无害的二氧化碳和水蒸气，从而达到净化废气的目的。
燃烧方法适用于处理高浓度、高温的废气，对于有机废气和恶臭气体有较好的处理效果。
但是，燃烧方法需要考虑能源消耗和烟气处理的问题，同时操作成本较高。
最后，生物降解是一种新兴的废气处理方法。
生物降解是指利用微生物对废气中的有害物质进行降解，从而达到净化废气的目的。
生物降解方法适用于处理低浓度、低温的废气，对于有机废气和恶臭气体有较好的处理效果。
生物降解方法操作简单，能耗低，但需要考虑微生物的培养和废物处理的问题。
综上所述，废气处理方法有物理吸附、化学吸收、燃烧和生物降解等多种选择。
企业在选择废气处理方法时，需要根据废气的特性、处理效果、操作成本和环保要求等因素进行综合考虑，选择最适合自身情况的方法。
同时，废气处理过程中需要严格遵守环保法规，确保废气排放达标，保护环境和人类健康。
希望本文介绍的废气处理方法能够对您有所帮助，谢谢阅读！。
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
气态的净化方法
气态的净化方法
气态的净化方法主要包括以下几种：
1. 空气过滤：使用空气过滤器可以有效去除气体中的悬浮颗粒、粉尘和细菌等微小污染物，改善室内空气质量。
2. 吸附剂：通过使用吸附剂如活性炭、分子筛等材料，可以吸附空气中的有害气体，如二氧化硫、一氧化碳、甲醛等有机挥发物。
3. 光催化氧化：利用光催化剂如二氧化钛等材料，在紫外光照射下，可以将空气中的有机物质氧化为无害物质。
4. 冷凝法：通过冷凝技术将气体冷凝成液体或固体，实现气态污染物的分离和去除。
5. 电离和化学反应：通过电离装置产生负离子，吸附空气中的微粒污染物，或通过化学反应将有害气体转化为无害物质。
6. 生物净化：利用植物、菌类等生物来吸收或分解空气中的污染物，例如通过室内常见的绿植来吸收二氧化碳和甲醛。
7. 隔离与排放：对于无法直接净化的气体污染物，采取隔离措施，使用通风设备将有害气体排放到室外，减少室内的污染。
需要根据具体情况选择合适的净化方法，并结合多种方法进行综合净化，以达到较好的净化效果。
工业废气(恶臭)常见治理方法汇总
工业废气（恶臭）常见治理方法汇总文章导读大气污染问题日益得到人们的关注，其中工业废气的排放是大气污染的重要原因之一。
本文介绍了几种工业废气除臭方式，快随我一起来了解一下吧~一、物理除臭1、吸附吸附是利用多孔固体吸附剂将气体（或液体）混合物中的一种或多种组分积聚或浓缩在表面上从而达到分离的目的的操作。
吸附是一种常用的气态污染物净化方法，净化率高，但吸附剂的容量一般有限，所以只适用于处理低浓度的废气或净化要求高的前后端处理，起辅助作用。
物理吸附是由分子间作用力引起，，是一种可逆过程，由于分子间作用力是普遍存在的，所以物理吸附没有选择性。
其吸附量与吸附质的沸点成正比，物理吸附一般在较低温度下进行，过程与蒸汽凝结相似，只要提高温度或气压，吸附质便会析出。
1.1吸附剂的种类（1）活性炭活性炭是最常用的一种吸附剂，对大部分的有机废气都有很好的净化效果，一般的气用活性炭达到饱和吸附时的吸附量约为35%，应用于净化设备可取20～25%的吸附量，即每吨活性炭可吸附200～250kg的有机气体。
但其吸附量有限，抗湿性能差，再生困难，造价高，有被新材料取代的趋势。
纤维活性炭是近年来发展起来的新型吸附材料。
它的比表面积大，孔径均一，且都为中小孔，吸附质分子内的扩散距离短，所以吸附和脱附速率高，残留量少。
（2）活性氧化铝机械强度高，可用于气体的干燥和含氟废气的净化（3）硅胶通常用于吸收极性分子和作为干燥剂，硅胶吸水后吸收其他气体的能力将会大大降低，这种特性限制了它的使用范围。
2、洗涤一般用水将废气中的固体杂质和溶于水的气体去除，同时可以将废气降温，可作为生物处理和等离子处理的预处理。
3、冷凝冷凝是利用气体在不同温度和压力下具有不同的饱和蒸汽压，在降低温度或加大压力的条件下，某些污染物凝结出来，以达到净化或回收的目的，甚至可以利用不同的冷凝温度，分离出不同的污染物来，实现回收废气的目的。
冷凝法运行费用较高，适用于高浓度和高沸点VOCs的回收，对于低浓度有机废气此法不适用；单纯的冷凝法往往不能达到规定的分离要求，故此方法常作为吸附、燃烧等净化高浓度废气的预处理过程。
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。
第十一章吸附法净化气态污染物
吸附方程式
BET方程（I、II、III型等温线，多分子层吸附）
V
VmC P
( P0 P )[1 (C 1 ) P / P0 ]
P
1 (C 1)P
V (P0 P ) V mC V mC P0
V－ 被 吸 附 气 体 在 标 态 下 的 体 积 P－ 吸 附 质 在 气 相 中 的 平 衡 分 压 P 0－ 吸 附 温 度 下 吸 附 质 的 饱 和 蒸 汽 压 Vm－ 吸 附 剂 被 覆 盖 满 一 层 时 吸 附 气 体 在 标 态 下 的 体 积 C－ 与 吸 附 热 有 关 的 常 数
气体吸附的影响因素
典型吸附质分子的横截面积
气体吸附的影响因素
吸附质性质、浓度
➢ 临界直径－吸附质不易渗入的最大直径 ➢ 吸附质的分子量、沸点、饱和性
吸附剂活性
➢ 单位吸附剂吸附的吸附质的量 ➢ 静活性－吸附达到饱和时的吸附量 ➢ 动活性－未达到平衡时的吸附量
常见分子的临界直径
分子
氦 氢 乙炔 氧 一氧化碳 二氧化碳 氮 水 氨 氩 甲烷 乙烯 环氧乙烷 乙烷 甲醇 乙醇 环丙烷 丙烷 正丁烷-正二十二烷
物理吸附和化学吸附
• 吸附热：化学吸附的吸附热与化学反应热相近，而物理吸附的吸附 热与气体的液化热相近。吸附热是区别物理吸附和化学吸附的重要 标志之一。
• 选择性：化学吸附具有较高的选择性。例如，钨和镍可以化学吸附 氢，而氢则不能被铝或铜所化学吸附。物理吸附则没有多大选择性， 其吸附量的多少取决于气体的物理性能及吸附剂的特性。
➢ lgm对lgP作图为直线
m－单位吸附剂的吸附量 P－吸附质在气相中的平衡分压 K,n－经验常数, 实验确定
吸附方程式
朗格缪尔（Langmuir）方程（I型等温线）
大气污染的防治措施
大气污染的防治措施大气污染及恶化不仅危害到人们的正常生活，而且威胁着人们的身心健康，要做好防治措施。
以下是店铺整理的aa资料，仅供参考，欢迎阅读。
大气污染的防治措施(1) 调整工业布局和工业结构工业布局不合理是造成中国城市大气污染的主要原因之一，改善不合理的工业布局，合理利用大气环境容量是十分必要的。
调整工业布局要以生态理论为指导，综合考虑经济效益、社会效益和环境效益。
调整工业结构就是在保证实现本地区经济目标的前提下，优选出经济效益、社会效益和环境效益相统一的工业结构，淘汰严重污染环境的落后工艺和设备，加快以节能降耗、综合利用和污染治理为主要内容的技术改造，采用技术起点高的清洁工艺，控制工业污染。
(2) 改善能源结构，积极采取节能措施以国家西气东输、西电东送为契机，加快城市能源结构调整;通过划定高污染燃料禁燃区，推广电、天然气、液化气等清洁能源的使用，减少城市原煤的消费量，推广洁净煤技术，促进热电联产和集中供热的发展，有效控制煤烟型污染。
《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》的原则要求燃煤SO2的排放应推行节约并合理使用能源、提高煤炭质量、高效低污染燃烧以及末端治理相结合的综合防治措施，根据技术的经济可行性，严格二氧化硫排放污染控制要求，减少二氧化硫排放。
首先要限制高硫煤的生产和使用，对于电厂锅炉、大型工业锅炉和炉窑鼓励使用高硫分燃煤，并安装烟气脱硫设施;对于中小型工业锅炉和炉窑，应优先使用优质低硫煤、洗选煤等低污染燃料或其他清洁能源;对于城市居民炉灶鼓励使用电、燃气等清洁能源或固硫型煤替代原煤散烧，逐步减少直接消费煤炭，尽快提高使用燃气、电力等清洁能源的销费比例。
(3) 大力开展综合利用，提高资源利用率资源利用率越高，向环境排放的废物就越少，使经济发展对资源的开发强度不超过环境的承载能力，生产过程的排污量不超过环境的自净能力，从而促进生态系统的良性循环。
因此，大力开展综合利用，提高资源利用率在发展工业生产、保护环境的生产过程中具有战略意义。
大气污染控制工程试题及答案(5份).
名词解释1.TSP:总悬浮颗粒物。
指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。
2.大气稳定度：指在垂直方向上大气稳定的程度，即是否易于发生对流。
3.烟气脱硝：除通过改进燃烧技术控制氮氧化物排放外，有些情况还要对冷却后的烟气进行处理，以降低氮氧化物排放量。
4.空气过剩系数：实际空气量与理论空气量之比。
5.气体吸附：指用多孔固体吸附剂将气体混合物中一种或数组分被浓集于固体表面，而与其他组分分离的过程。
简答1.除尘器可以分为哪几类？就其中两种简述其作用机理。
2.太原市的主要污染源有哪些？针对其污染有什么解决方案？3.烟囱的高度设计中应注意什么问题？4.气态污染物的控制技术有哪些，并说明其发展方向。
5.根据如今的汽车燃油问题，发挥想象，畅想未来新工具。
答案（一）根据除尘器的作用机理，可将其分为四种，分别为机械除尘器，电除尘器，袋式除尘器与湿式除尘器。
（1）机械除尘器通常指利用质量力的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括重力沉降室，惯性除尘器和旋风除尘器。
含尘气体进入重力沉降室后，由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降低，使较重的颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降；在沉降室内设置各种挡板，使含尘气体流冲击在挡板上，气流方向发生急剧变化，借助颗粒本身的惯性力，使其与气流分离；旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使颗粒从气流中分离。
（2）电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘极上分离出来。
（三）（1）工矿企业点源排放筒高度不得低于它所从属建筑物高度的两倍。
（2）排放大气污染物的排气筒，其高度不得低于15米（3）排气筒高度应比主厂房最高点高出3米以上（4）分散的烟囱不利于产生较高的抬升高度，当需要设计几个烟囱时，尽量采用多管集合烟囱（二）气态污染物的控制技术有吸收法，吸附法，催化法。
填空1.燃烧过程的“三T”条件为：温度、时间和湍流度。
吸附法净化气态污染物的几个基础问题
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
大气污染控制工程课后计算题答案
M(CCl4)=154g/mol
C=900×10-6×154/（22.4 ×10-3）=6.2g/m3
t=54.93kg×1000/(6.2 g/m3×20 m3/min)=443min
第七章催化法净化气态污染物习题P222
Vf=（10.713+1.0161×0.1×10.121）=11.741 m3N/(kg燃料)
2.2普通煤的各成分质量分数分析为：C：65.7%，灰分：18.1%，S：1.7%，H：3.2%，水分：9.0%，O：2.3%，含N量不计。计算燃煤1kg所需要的理论空气量和SO2在烟气中的浓度（以体积分数计）。
SO2+CaO+1/2O2=CaSO4
6456
1.2x G石灰·0.96
设需要石灰为G石灰（kg/h），对SO2作物料衡算：
（1）进入系统的SO2流率：4500mg/ m3N×10-3×100000 m3N/h=450 kg/h
（2）流出系统的SO2流率：650mg/ m3N×10-3×100000 m3N/h=65 kg/h
解：500cm3×15×60=450000cm3=0.45m3
0.45m3×200 ug/m3×0.12=10.8ug
1.7根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO2、NO2、CO三种污染物的日均浓度限值的体积分数。
解：SO2、NO2、CO《环境空气质量标准》的日均浓度二级标准分别为0.15、0.12、4.0 mg/m3
第六章吸附法净化气态污染物习题p196在直径为d14m的立式吸附器中装有密度为p220kgm啲活性炭炭层厚度zm0m含苯废气以r4mmiii的速率通过活性炭层废气含苯的初始浓度设苯蒸气被活性炭完全吸附活性炭对苯的平均活性为7解吸后苯在活性炭中的残余吸附量为08求
吸收法净化气态污染物.docx
吸收法净化气态污染物随着工业化和城市化的加速发展，气态污染物对于我们的生活环境带来了越来越严重的威胁。
气态污染物主要包括二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等，它们对大气的质量产生了极大的影响。
为「净化空气中的气态污染物，一种常用的方法是通过吸收法进行处理。
吸收法是利用溶剂或吸附剂将气态污染物吸收到液体或固体中,从而达到净化的目的。
为了高效地净化气态污染物，我们需要选择合适的吸收剂，设计合理的吸收装置。
常见的吸收剂有水、乙醉、酸碱溶液等，而吸收装置则包括填充塔、膜分离装置等。
对于二氧化硫这类酸性气体，常用的吸收剂是碱性溶液，如氢氧化钠溶液。
氢氧化钠可与二氧化硫发生化学反应，生成硫酸钠溶液，从而从空气中净化出二氧化硫。
相似地，对于氮氧化物，我们可以选择氢氧化钠或氨水作为吸收剂，以碱性环境将氮氧化物吸收掉。
而对于挥发性有机物，我们可以选择活性炭等吸附剂，通过吸附作用将有机物吸附到其表面，达到净化的效果。
吸收法的工作原理是利用吸收剂的化学特性或物理特性与污染物发生作用，使其从气体相转变为液体相或固体相。
通过吸收法净化气态污染物，具有高效、安全、经济等优点。
吸收后的污染物可以进行合理的处理，如经过处理后的污染物可以作为原料进行再利用，从而实现资源的循环利用。
在实践中，吸收法净化气态污染物有很多应用。
其中，最典型的应用是烟气脱硫。
许多工业生产过程中，会产生大量的含硫烟气，这些烟气中的二氧化硫会对大气造成严重的污染。
通过吸收法，可以将二氧化硫吸收到碱性溶液中，从而净化烟气中的二氧化硫。
目前，烟气脱硫已成为工业界的主要技术之一。
此外，吸收法还可以用于处理工业废气、净化室内空气等。
工业废气中往往会含有各种有机物、酸性气体等，通过吸收法可以将这些污染物吸收掉，净化废气。
在室内环境中，常常会有甲醛、苯等有害气体释放，通过吸收法可以将这些有害气体吸收掉，保护人们的健康。
然而，吸收法也存在一些问题和挑战。
首先，吸收剂选择不当或吸收剂的成本过高会导致吸收法的成本增加。
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第二节 吸附理论
设计吸附装置或强化吸附过程的关键: 对于一台运转的吸附设备预达到最大的吸附分离效果取 决于两方面因素: (1)由吸附剂与吸附质本身的物化性质所决定的吸附平 衡(进行的可能性); (2)由物质传递所决定的吸附动力学(吸附速率)(进 行的快慢). 一,吸附平衡 吸附平衡:吸附质与吸附剂长期接触后,气相中吸附质 吸附平衡 的浓度与吸附剂(相)中吸附质的浓度终将达到动态平 衡.
X 当压力P很小时BP<<1,则: T = A B P
令 B= k1/k2,则
当压力P很大时BP>>1,则 X T = A P 与气体压力无关,吸附达到饱和;
1 n
,即此时吸附量
当压力P为中等时,这与Freundlick吸附等温式相同.
X T = A PΦ
若θ= V/Vm
其中:
V—气体分压为P时被吸附气体在标准状态下的体积; Vm—吸附剂被盖满一层时被吸附气体在标准状态下的体 积. 则10.5式写成:
(C 1)P P 1 = + V (P0 P ) V m C Vm C P0
--------- 10.9
(C 1)P P 1 = + X T (P0 P ) X e C X e C P0
得一直线.
P P (1) -P/P0或 -P/P0作图, V ( P0 P ) X T ( P0 P )
第十章
吸附法净化气态污染物
吸附过程与吸附剂 吸附理论 吸附操作方式与设计 吸附法净化气态污染物的应用
本章重点与难点: 本章重点与难点:
吸附理论: 重点:吸附平衡和吸附速率; 难点:吸附穿透曲线 吸附法净化气态污染物的应用 重点讲述: a. 吸附法净化烟气中的SO2 b. 吸附法净化有机蒸汽.
引
1,吸附净化的概念 吸附净化的概念: 吸附净化的概念
平衡吸附量:吸附剂对吸附质的极限吸附量,亦称静吸 静吸 平衡吸附量 附量分数或静活性分数 静活性分数,用XT或m吸附质/m吸附量表示,是 附量分数 静活性分数 设计和生产中一个十分重要的参数,用吸附等温线或吸 附等温方程来描述. 等温吸附线:吸附达平衡时,吸附质在气,固两相中的 等温吸附线 浓度间有一定的函数关系,一般用等温吸附线表示. 目前已观测到5种类型的等温吸附线(见图10-2). 化学吸附只有I型,物理吸附I~V型都有. 相应的等温吸附方程式如下: (一)弗伦德里希(Freundlick)方程式 对I型提出如下经验式: 型
(见图10-1 :吸附过程曲线)
补表10-1 物理吸附和化学吸附的区别 补表
(物) :一种物理作用,分子间力(范德华力) ; 吸附作用力 (化) :一种表面化学反应(化学键力) . (物) :极快,常常瞬间即达平衡; 吸附速率 (化) :较慢,达平衡需较长时间. (物) :与气体的液化热相近,较小(几百焦耳/mol 左右) ; 吸附热 (区别二者 (化) :与化学反应热相近,很大(>42kJ/mol) . 的重要标 (物) :没有多大的选择性(可逆) ; 选择性 (化) :具有较高的选择性(不可逆) . (物) 吸附与脱附速率一般不受温度的影响, : 但吸附量随 温度上升而上升; 温度的影响 (化) :可看成一个表面化学过程,需一定的活化能,吸附 与脱附速率随温度升高而明显加快. (物) :单分子层或双分子层,解析容易,低压多为单分子 吸附层厚度 层随吸附压力增加变为多分子层; (化) :总是单分子层或单原子层,且不易解吸.
lg X T = lg k + (1 n ) lg P ----------- 10.2
①lgXT—gP关系,得直线;②1/n , 1/n >2时, 吸附难进行. lgk求出n,k; ③1/n介于0.1~0.5之间时,吸附容易进行;
(二)朗格缪尔(Langmuir)方程式 1916年导出,较好适用于 型的理论公式 适用于I型 适用于 假设:a.固体表面的吸附能力只能进行单分子层吸附— 与I型吸附线相吻合;b.固体表面各处的不饱和力相等, 表面均匀,即各处的吸附热相等. 设:吸附质对吸附表面的覆盖率为θ,则为覆盖率为 (1-θ), . 已覆盖的面积 X
(2)优点 优点:净化效率高,可回收有用组分,设备简单, 优点 易实现自动化控制. (3)缺点 缺点:吸附容量小,设备体积大;吸附剂容量往往 缺点 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 应用:广泛应用于有机化工,石油化工等部门. 应用 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.
(2)重要用途 具体计算方法为:
可测定和计算固体吸附剂的比表面积
由斜率和截距求得Vm,则吸附剂的比表面积为:
Vm N 0 σ Sb = 22400 W
--------- 10.10
式中: Sb—吸附剂比表面积,m2/g ; σ— 一个吸附质分子的截面积, m2 ; W—吸附剂质量; N0—阿伏伽德罗常数, N = 6.023 × 10 23 . 0 适用范围:P/P0=0.05~0.35时上方程较准确. 例题:(见P251,例10.1) 已知:293K,用活性炭吸附苯蒸汽所得到的平衡数据如下
Vm CP V= (P0 P ) [1 + (C 1) P / P0 ]
或 式中:
X e CP XT = (P0 P ).[1 + (C 1) P P0 ]
--------- 10.8
P0—在同温度下该气体的液相饱和蒸汽压,Pa; C—与吸附热有关的常数; Xe—饱和吸附量分数,无量纲;
上式亦写为: 或 说明:
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). ③硅胶:亲水性,从水中吸附水份量可达硅胶自身质量 的50%,而难于吸附非极性物质.常用于处理含湿量 较高的气体干燥,烃类物质回收等. 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.
θ=
固体总面积 = X max
若气相分压为P,则吸附速率为k1P(1-θ). 解吸速率为k2θ,当吸附达平衡时: k1P(1-θ)= k2θ ----------- 10.3
θ =
k
2
k1 p + k1 p
----------- 10.4
式中:k1, k2分别为吸附,解吸常数.
BP θ= ----------- 10.5 1 + BP 若A为饱和吸附量,则单位量吸附剂所吸附的吸附质量 XT为: ABP X T = A θ = 1 + BP (朗氏方程)----------- 10.6 其中:A,B为常数.
3
P/10 Pa 0.267 0.400 0.533 1.333 2.660 4.000 5.332 XT 0.176 0.205 0.225 0.265 0.287 0.290 0.300
试绘制等温吸附线,若该等温吸附线符合朗氏等温吸附 方程式,试求A,B值.
解:依数据,绘图如下(见例10-1图):
第一节 吸附过程与吸附剂
吸附过程:是用多孔固体(吸附剂)将流体(气提或液 吸附过程 体)混合物中一种或多种组分积聚或凝缩在 表面达到分离目的操作. 一,物理吸附和化学吸附 根据吸附剂表面与被吸附物质之间作用力不同. 物理吸附和化学吸附的区别(见补表10-1). 注意一点: 物理吸附和化学吸附可同时发生但常以某一类吸附为主 . 同一污染物的吸附量随温度的变化曲线
图10-1 吸附过程曲线
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,大的比表面积即大的吸附容量; ②良好的选择性; ③较高的机械强度,化学与热稳定性; 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 除尾气中SO2,NOX等恶臭物质的净化; 优点:性能稳定,抗腐蚀.
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 (3)吸附质的性质与浓度: 如临界直径,分子量,沸点,饱和性. 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. 比表面积 吸附效果
B = 5 .176 × 10
3
0.205 1 A = 0.25 + = 0.304 3 400 5.176 × 10
二,吸附速率 吸附速率:单位重量的吸附剂(或单位体积的吸附层) 吸附速率 在单位时间内所吸附的物质量.吸附速率的变化范围很 大,可从百分之几秒到几十小时. 吸附过程可分为以下几步(见图10-3). (1)外扩散(气膜扩散):吸附质从气流主体穿过颗粒 周围气膜扩散至外表面. (2)内扩散(微孔扩散):吸附质由外表面经微孔扩散 至吸附剂微孔表面. (3)吸附:到达吸附剂微孔表面的吸附质被吸附. 脱附过程是上过程的逆过程. 对于化学吸附第三步还伴有化学反应.
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. 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.
书 P248,表10-1列出了几种常用吸附剂的特性.
3,影响气体吸附的因素 (1)操作条件: ①低温(有利) 高温(有利) 物理吸附; 化学吸附.
例10-1图:活性炭吸附苯蒸汽等温吸附线