吸附法去除气态污染物
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。
气体除杂质的方法归纳
气体除杂质的方法归纳一、引言气体除杂质是指将气体中的杂质去除，使其达到一定纯度的过程。
在工业生产和实验室研究中，气体除杂质是一个非常重要的环节。
本文将对气体除杂质的方法进行归纳总结。
二、物理吸附法物理吸附法是利用固体吸附剂对气体中的杂质进行吸附，从而实现气体除杂质的方法。
常见的固体吸附剂有活性炭、分子筛等。
1. 活性炭吸附法活性炭具有比表面积大、孔隙率高等特点，能够有效地吸附气态有机物和某些无机物。
将含有杂质的气体通过装有活性炭的管道或设备中，使其与活性炭接触并发生吸附反应，从而去除其中的杂质。
2. 分子筛吸附法分子筛是由硅酸盐等化合物制成的具有微孔结构的固体，在其内部形成了复杂的空间网络结构。
分子筛可以选择性地吸附一些小分子，如水、甲醛、甲苯等。
将含有杂质的气体通过装有分子筛的管道或设备中，使其与分子筛接触并发生吸附反应，从而去除其中的杂质。
三、化学吸收法化学吸收法是利用化学反应将气体中的杂质转化成易于处理或易于回收的物质，从而实现气体除杂质的方法。
常见的化学吸收剂有碱液、酸液等。
1. 碱液吸收法碱液可以与一些气态酸性物质如二氧化硫、二氧化碳等发生反应，生成相应的盐类或碳酸盐，并释放出水。
将含有酸性物质的气体通过装有碱液的管道或设备中，使其与碱液接触并发生反应，从而去除其中的酸性物质。
2. 酸液吸收法酸液可以与一些气态碱性物质如氨、乙胺等发生反应，生成相应的盐类，并释放出水。
将含有碱性物质的气体通过装有酸液的管道或设备中，使其与酸液接触并发生反应，从而去除其中的碱性物质。
四、膜分离法膜分离法是利用半透膜将气体中的杂质分离出去，从而实现气体除杂质的方法。
常见的半透膜有聚合物膜、陶瓷膜等。
1. 聚合物膜分离法聚合物膜是由高分子材料制成的具有一定孔径和选择性的半透膜。
将含有杂质的气体通过装有聚合物膜的管道或设备中，使其与聚合物膜接触并发生分离反应，从而去除其中的杂质。
2. 陶瓷膜分离法陶瓷膜是由陶瓷粉末制成的具有一定孔径和选择性的半透膜。
VOC处理方法都有哪些
对于VOC相关的知识，大家知道多少呢，尤其是关于其具体的处理方法，更是需要我们去熟悉掌握。
为此，接下来我们就有必要来具体看看都有哪些方法吧。
1、吸附法吸附法利用某些具有吸附能力的物质如活性炭、硅胶、沸石分子筛、活性氧化铝等具有多孔材料吸附有害成分而达到消除有害污染的目的。
吸附法的优点在于去除效率高、能耗低、工艺成熟、脱附后溶剂可回收。
此外，吸附法其吸附效果主要取决于吸附剂性质、气相污染物种和吸附系统工艺条件(如操作温度、湿度等因素)，因而吸附法的关键问题就在于对吸附剂的选择。
2、溶剂吸收法以液体溶剂作为吸收剂，使废气中的有害成分被液体吸收，从而达到净化的目的，其吸收过程是根据有机物相似相溶原理，常采用沸点较高、蒸气压较低的柴油、煤油作为溶剂，使VOC从气相转移到液相中，然后对吸收液进行解吸处理，回收其中的VOC，同时使溶剂得以再生。
该法不仅能消除气态污染物，还能回收一些有用的物质，可用来处理气体流量一般为3000～15000 m3/h、浓度为0、05%～0、5%(体积分数)的VOC，去除率可达到95%～98%。
3、热氧化法热氧化法分为直接燃烧法、催化燃烧法和浓缩燃烧法。
其破坏机理是氧化、热裂解和热分解，从而达到治理VOCs的目的。
热破坏法适合小风量，高浓度的气体处理，对于连续排放气体的场合,使用设备简单，投资少，操作方便，占地面积少，另外可以回收利用热能，气体净化彻底。
由于热破坏法是催化燃烧，所以要求的起燃温度低，大部分有机物在250～400℃即可完成反应，故辅助燃料消耗少，而且大量地减少了氮化物的产生，适用于较多场合。
但热破坏法有燃烧爆炸危险，热力燃烧需消耗燃料，不能回收溶剂。
而热催化氧化法中不允许废气中含有影响催化剂寿命和处理效率的尘粒和雾滴，也不允许有使催化剂中毒的物质，以防催化剂中毒，因此采用催化燃烧技术处理有机废气必须对废气作前处理。
4、生物处理法生物处理技术应用于有机废气的净化处理是近几年才开始的，是一项新兴的技术。
废气处理技术方案
废气处理技术方案随着工业化的发展，大量废气的排放已经成为环境保护和可持续发展的重要问题。
废气的排放不仅对大气环境造成污染，还对人类健康和生态系统产生负面影响。
因此，有效的废气处理技术成为了迫切需要解决的问题。
本文将介绍几种常用的废气处理技术方案。
1.冷凝降温法冷凝降温法是一种常见的废气处理技术，通过降低废气的温度，使废气中的有机物和颗粒物在低温下凝结，达到去除的效果。
该技术不仅可以去除气态有机物，还可以去除颗粒物和异味物质。
冷凝降温法主要适用于低浓度、高温的废气处理。
2.吸附法吸附法是一种常见的废气处理技术，主要是利用吸附剂吸附废气中的污染物。
常见的吸附剂有活性炭、分子筛等。
吸附法适用于废气中含有有机溶剂、恶臭物质和气态污染物的处理。
吸附剂吸附饱和后，可通过热解、蒸汽再生等方式进行再生，实现资源的回收利用。
3.催化氧化法催化氧化法是一种高效的废气处理技术，通过催化剂催化废气中的有机物氧化分解，将其转化为无害物质。
常见的催化剂有贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂等。
催化氧化法具有高效、低能耗的特点，适用于高浓度、低温的废气处理。
4.生物滤床法生物滤床法在废气处理中得到了广泛应用，它利用微生物的生物降解能力对废气中的有机物进行处理。
生物滤床法主要通过有机物在生物膜上的吸附和微生物的代谢作用将其转化为无害物质。
生物滤床法具有处理效果好、操作简单、能耗低等特点，适用于低浓度、低温的废气处理。
5.筛分技术筛分技术是一种将废气中的颗粒物进行分离的方法。
常见的筛分技术有旋风分离器、过滤器等。
旋风分离器通过离心力将废气中的颗粒物分离出来，过滤器则通过过滤介质将颗粒物截留。
筛分技术主要适用于废气中含有较多的颗粒物的处理。
综上所述，废气处理技术方案有冷凝降温法、吸附法、催化氧化法、生物滤床法和筛分技术等。
根据废气的特性和排放情况，可以选择合适的废气处理技术进行处理，实现对废气的有效控制和净化，达到环境保护的目标。
同时，为了提高废气处理效率和资源的回收利用，还可以结合多种废气处理技术进行综合应用。
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。
大气污染控制工程7-2吸附法
V
VmCP
(P0 P)[1 (C 1)P / P0 ]
P 1 (C 1)P V (P0 P) VmC VmCP0
V－吸附平衡时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 P0－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
1.吸附力－化学键力； 2.发生化学反应； 3.过程慢； 4.放热量高80~400KJ/mol 5.吸附不可逆； 6.有选择性 7.单分子层,不易解吸
一、吸附剂
1、工业用吸附剂应具备的特性：
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
流化床：
气固接触充分；生产能力大；
但磨损严重，排气中穿透时间 吸附器的高 压降
穿透时间：从吸附操作开始至排气中污染物 浓度超出规定标准的时间。
（2）计算原始数据： 混和气体组成 流量 分离要求 吸附剂性质
1
X T kPn
XT －单位质量吸附剂吸收的吸附质的质量 P－吸附质在气相中的平衡分压 K,n－经验常数, 实验确定
适用范围：I型等温线中压部分。
（2）朗格缪尔（Langmuir）方程（I型等温线）
假设：
单分子层吸附，即吸附质间无相互作用力;
吸附剂表面的吸附能力是均匀的;
XT
ABP 1 BP
2、吸附速率：
单位重量的吸附剂在单位时间内所吸附吸附质的量. 吸附过程:
外扩散（气流主体 外表面） 内扩散（外表面 内表面）
吸附
外扩散速率
dM A dt
气态污染物的净化
（3）活性氧化铝。活性氧化铝可用于气体和液体的干燥，石油气的
浓缩、脱硫、脱氢，以及含氟废气的治理。含水氧化铝在严格控制的 升温条件下，加热脱水便制成多孔结构的活性氧化铝，具有良好的机
械强度。
（4）分子筛。分子筛被广泛用于废气治理中的脱硫、脱氮、含汞蒸 气净化及其他有害气体的吸附。它是一种人工合成沸石，具有立方晶 体的硅酸盐，属于离子型吸附剂。因其孔径整齐均匀，能选择性地吸 附直径小于某个尺寸的分子，故有很强的吸附选择性。由于分子筛内 表面积大，因此吸附能力较强。
（2）酸吸收法。 普遍采用的是稀硝酸吸收法。由于NO在12％以上硝酸中的溶解度比在水中大 100倍以上，故可用硝酸吸收NOx废气。硝酸吸收NOx 以物理吸收为主，最适 用于硝酸尾气处理，因为可将吸收的NOx返回原有硝酸吸收塔回收为硝酸。
小，更适合于易溶气体吸收的气膜控制过程。
（三）化学吸收
1．化学平衡与相平衡
化学吸收是指溶质被吸收时，选择溶剂中某些活性组分进行明显 的化学反应，如用碱溶液吸收CO2、SO2、H2S或用各种酸溶液吸收 NH3等。
化学吸收过程既服从上述的气、液相平衡关系，同时也服从化学平衡 关系。它的吸收速率除了与物理吸收过程中被吸收组分在气膜和液膜 中的扩散速率有关外，还与化学反应速率有关。
碳氢化物、卤素化合物、硫酸烟雾、源自化学烟雾等一、含二氧化硫废气的治理技术 1. 干法烟气脱硫
干法烟气脱硫技术包括电子束法、脉冲电晕法、荷电干粉喷射法、催
化氧化法、活性炭吸附法、和流化床氧化铜法等。
（1）电子束法。
电子束脱硫技术是一种物理与化学方法相结合的的高新技术。它利用电 子加速器产生的等离子体氧化烟气中的SO2（NOx），并与注入的NH3 反应，生成硫铵和硝铵化肥，实现脱硫、脱硝目的。在辐射场中，燃煤
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。
有机废气治理-吸附法
有机废气就是气态污染物的一部分，来自各个行业所排放的化工废气、含氟废气、气态碳氢化合物、恶臭气体等。
有机废气的治理方法有三种：第一种是催化燃烧法，它利用某种催化剂来分解或使有机废气燃烧后变成无害气体，不能回收；第二种是吸收法，以特定的某种化学液体来吸收有机废气，然后再进行分离，运行成本较高，回收效果不好，局限性比较大；第三种就是吸附法，它以活性炭物理吸附为主，应用范围最广，具有运行成本低及可回收物料的特点。
吸附法的关键是吸附剂和吸附工艺设备配置。
该方法是将有机气体吸附到吸附剂上，然后再将其从吸附剂上脱离下来成为液体，收集并处理后即可重新回用于生产或出售。
长期以来，人们一直以活性碳颗粒作为吸附剂来吸附这些化学有机物废气，但是由于活性碳颗粒的表面积较小，所以为了增大活性碳接触面积，就须大量填充，使得吸附装置体积庞大，而且时间一长，碳颗粒会变成粉末，影响吸附量，更有甚者，它需要经常更换，在更换时黑尘四起，严重污染工作场所。
黑尘还会进入操作者呼吸道，危害人类健康。
活性碳纤维（以下简称ACF）的诞生在整个环保产业是一场革命。
ACF是以粘胶基纤维为原料，经高温碳化、活化后制成的纤维状新型吸附材料，与社会上公认的比较好的吸附材料—颗粒状活性炭相比，ACF具有以下显著的的特点：1、比表面积大，有效吸附量高。
由于同样重量的纤维的表面积是颗粒的近百倍，所以需要填充的活性碳纤维的重量非常小，然而吸附效率却非常高，根据所处理废气的有机气体含量和其它物理特性的不同，吸附效率在85％至98％之间，多级吸附工艺可以达到99.99％,远远高于活性碳颗粒吸附法的最高吸附率88％，而且体积及总重量也都很小。
2、吸附﹑脱附行程短，速度快；脱附﹑再生耗能低。
ACF对有机气体吸附量比颗粒状活性炭(GAC)大几倍至几十倍，对无机气体也有很好的吸附能力，并能保持较高的吸附脱附速度和较长的使用寿命。
如用水蒸气加热6-10分钟，即可完全脱附，耐热性能好，在惰性气体中耐高温1000℃以上，在空气中着火点达500℃以上。
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。
气态污染物控制
b、常用的吸收剂： ①水 优点：价廉易得；缺点：溶解度随温
度变化； ②碱性吸收液 用于与碱起反应的有害气体； ③酸性吸收液 ④有机吸收液 洗油吸收苯和沥青烟等。
气态污染物控制
5、吸收设备： 作用： ①使气液两相充分接触，以便很好的传
递； ②提供大的接触面； ③最大限度的减少阻力和增大推动力。
气态污染物控制
②吸附等温式 常用的有： a、朗格缪尔吸附等温式（Longmuir） 用于恒温下，均一表面上的单层可逆吸
附。
q0—吸附剂表面吸满单层时的吸附量g /g a—常数
气态污染物控制
为了计算方便，常改写倒数关系：
说明1/q与1/Ce呈直线关系，即可求出q0、a
气态污染物控制
b、弗兰德利希 指数函数型经验公式 q=k·Ce1/n 或 XT=k·p1/n k—弗兰德利希常数 n>1的常数 将上式两边取对数 lgq=lgk+(1/n)lgCe 或 lgXT=lgk+(1/n)lgp
Pi ----组分分压 Pa Ei ----组分的亨利系数，Pa
xi----摩尔分数
Ci---平衡浓度
Hi……i气体在溶液中的溶解度系数，mol/(m3·Pa)
气态污染物控制
c、传质吸收过程的判断 相平衡过程是质量传递的动态平衡过程。
若气相中溶质组分浓度y高于气相平衡时的 气相组分平衡浓度，即y>yi*则传质过程为吸 收过程；反之，y<yi*则传质过程为解吸过程。
水
含有约为初
始浓度进0气.3%S的O2
尾气
水
预除尘 和水分
段间冷却 的四层催
化床
填充 床吸 收塔
第二级 催化床
填充 床吸 收塔
《大气污染控制工程》第6章 吸附法净化气态污染物
下降。真实吸附 固体表面是不均匀的，各 化学中心的能量不相等； 吸附热随θ的增加而线性
下降。真实吸附
物理吸附。同朗格谬尔， 多层吸附
方程式型式
A
V Vm
KpA 1 KpA
A Bp1A/ n
A
1 f
ln(KpA )
p (c 1)p V (p0 p) Vmcp0
5
6
区，即吸附区、再生区、冷却
区。吸附、再生和冷却过程都
是连续进行的。
回转床吸附器
1-废气 2-净化气 3-解吸废气 4-再生热空气 5-冷却气6- 冷却废气
一、吸附装置
流动床吸附器
1-净化气 2-废气 3-过热蒸气 4-预热段 5-解吸蒸气 6-输送用空气 7-回收的有机物质 8-冷凝水
3.流动床吸附器 流动床吸附器的特点是
适用范围 物理吸附 与化学吸
附
同上
化学吸附
物理吸附
二、吸附速率
吸附过程： ➢ 外扩散（气体主体 外表面） ➢ 内扩散（外表面 内表面） ➢ 吸附
➢ 脱附 ➢ 内扩散(内表面 外表面) ➢ 外扩散(外表面 气体主体)
控制步骤：扩散阻力
吸附过程示意图
二、吸附速率
外扩散传质速率：
dqA
d
kYap (YA
[(z-za)ρsXT+zaρs(1-ƒ)XT ]
二、固定床吸附器计算
全床层饱和度：
S
达到破点时床层吸附的 吸附质的量 达到吸附平衡时床层吸 附的吸附质的总量
(z za )sXT za s (1 f )XT zsXT
z fza z
吸附法治理化工废气的原理
吸附法治理化工废气的原理一、引言化工行业是我国国民经济的重要支柱产业之一，但同时也是环境污染较为严重的行业之一。
化工废气中含有大量的有害物质，如二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等，对人类健康和生态环境造成了严重威胁。
因此，治理化工废气污染已成为当前环保工作的重要任务之一。
吸附法是治理化工废气污染的常用方法之一。
本文将从吸附法的原理、吸附剂种类及其性能以及吸附过程中影响因素等方面进行详细阐述。
二、吸附法的原理吸附法是指利用固体材料（称为吸附剂）对废气中有害物质进行物理或化学吸附而实现净化目的的方法。
其原理主要包括两个方面：1. 物理吸附物理吸附又称为静电作用或范德华力作用，是指在分子间存在弱相互作用力时，分子间会发生相互作用而形成聚集现象。
这种聚集现象会使废气中的有害物质被吸附剂表面的微孔或多孔结构所吸附，从而达到净化目的。
物理吸附具有可逆性，即在一定条件下，吸附剂可以释放出被吸附的有害物质。
2. 化学吸附化学吸附是指在分子间存在强相互作用力时，分子间会发生化学反应而形成聚集现象。
这种聚集现象会使废气中的有害物质与吸附剂表面发生化学反应而形成新的化合物，从而达到净化目的。
与物理吸附不同，化学吸附具有不可逆性。
三、吸附剂种类及其性能1. 活性炭活性炭是一种具有高度孔隙度和比表面积的多孔性固体材料。
其孔径大小和分布均匀，且表面活性较高。
因此，活性炭对气态污染物具有较好的物理吸附能力。
此外，活性炭还具有耐酸碱、耐腐蚀等特点，在处理酸碱废气时也能发挥较好的效果。
2. 分子筛分子筛是一种具有特殊多孔结构的固体材料。
其孔径大小和形状均匀，具有很强的选择性吸附性能。
因此，分子筛对废气中的有机物、水蒸气等具有较好的吸附能力。
此外，分子筛还具有耐高温、耐腐蚀等特点，在处理高温废气时也能发挥较好的效果。
3. 活性氧化铝活性氧化铝是一种具有高度孔隙度和比表面积的多孔性固体材料。
其表面活性较高，对废气中的二氧化硫、氮氧化物等具有良好的化学吸附能力。
气态污染物控制技术基础
四、化学吸收 为了增大对气态污染物的吸收率和吸收速
度，多采用化学吸收。 化学吸收是伴有显著化学反应的吸收过程，
被溶解的气体与吸收剂或原先溶于吸收剂中 的其他物质进行化学反应，也可以是两种同 时溶解进去的气体发生化学反应。
化学吸收机理远比物理吸收复杂，而且因 反应系统的情况不同而各有差异。
一、吸附剂 1、吸附剂的性质
硅胶和活性炭的内表面分别高达500和 1000m2/g
适合工业要求的吸附剂，必须具备以下条件：
（1）要具有巨大的内表面，
（2）对不同气体具有选择性的吸附作用。
一般地说，吸附剂对各种吸附组分的吸附能力，随吸附组 分沸点的升高而加大，在与吸附剂相接触的气体混合物中，首 先被吸附的是高沸点的组分。在多数情况下，被吸附组分的沸 点与不被吸附组分（即惰性组分）的沸点相差很大，因而惰性 组分的存在，基本上不影响吸附的进行。
U—喷淋密度，即单位时间内喷淋在单位 塔截面积上的液相体积。【重要概念】
3、界面浓度
气液界面上气相浓度和液相浓度难以用 取样分析法测定，常用作图法和解析法求算。
（1）作图法：稳定传质过程，气液界面两侧 气相传质速率和液相传质速率相等。（见 P19，图7-12）
（2）解析法：稀溶液服从亨利定律，可用解 析法求算。
气体吸收
吸收机理 气液平衡 物理吸收 化学吸收
第七章 气态污染物控制技术基础
第一节 吸收法净化气态污染物 第二节 吸附法净化气态污染物 第三节 催化法净化气态污染物
第一节 吸收法净化气态污染物
一、吸收机理
气体吸收是溶质从气相传 递到液相的相际间传质过程， 对于吸收机理以双膜理论模型 的应用最广。
SDG吸附剂法处理酸性废气净化方案
酸性废气净化技术方案2年8月6日目录公司简介 (1)一、项目介绍 (1)二、设计依据 (1)三、设计原则 (2)四、治理方案 (2)4.1酸性废气治理方法简介 (2)五、技术特点 (5)六、设备清单及报价 (6)6.1设备清单及报价 (6)安装与维护 (6)成功案例（部分） (7)公司资质................................................ 错误!未定义书签。
公司简介一、项目介绍在实验室进行实验过程中会产生一些有害气体，主要为无机酸性废气，如氯化氢、硫酸雾、硝酸雾等污染物，这些废气直接排放到大气中，会对人类和环境造成很大的污染。
对废气进行处理是很有必要的。
为了解决酸性气体对周边环境带来的污染的问题和改善现场的环境，我公司特制订该环保治理项目的初步技术方案，供业主单位决策参考。
实验室已有通风橱，通风橱尺寸分别为：1.8×1.1×2.35m 与2.4×1.1×2.35m，设计风机最大风量为9000m3/h，已经配置调频器，使风机风量处于可变状态。
吸收塔处理量满足最大风量的使用要求。
该实验室酸性废气的特点为：1、酸性废气种类多；2、废气浓度变化围大；3、间歇产生（或风量大浓度低）。
二、设计依据1、GB16279-1996《大气污染物综合排放标准》2、GB3095-1996《环境空气质量标准》3、TJ36-79《工业企业设计卫生标准》三、设计原则根据实验室的具体情况，为了达到废气治理效果显著的目的，又能减少设备投资，降低运行费用，同时还能保证设备长期稳定运行，本次工程设计遵循下列原则：1、设备技术先进：工程中的关键是净化器的选型。
为保证整个系统长期稳定运行，净化器应选用经长期实践证明确实是可靠的技术。
2、系统参数的确定：要达到预计的效果，本系统各工艺参数的确定十分重要。
为此，有必要对污染物的产生量进行正确的估算，并按照工业通风设计要求对设备的布置、管网走向、系统风量的分配等问题进行准确的计算。
大气环境中气态污染物的化学特性及去除方法
大气环境中气态污染物的化学特性及去除方法随着我国经济的迅速发展，大气污染问题日益突出。
其中，气态污染物是造成大气污染的主要成因之一。
气态污染物的种类繁多，有机气态污染物、无机气态污染物等。
本文将从化学特性和去除方法两个方面来探讨大气环境中气态污染物的问题。
一、气态污染物的化学特性1.有机气态污染物有机气态污染物包括挥发性有机物(VOCs)、多环芳烃、醇类等。
其中，VOCs的化学特性决定了它们在大气中的转化和去除方式。
VOCs主要由甲烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、苯、甲苯、二甲苯等组成，它们是由石油化工、化学制品、印刷、汽车尾气等产生的。
VOCs在大气中的化学特性是极为复杂的，它们可以与氮氧族原子、OH自由基、O3、H2O2等大气组分进行反应。
其中，OH自由基是大气清除VOCs的主要反应物之一。
一般来说，OH自由基对VOCs的清除速率与VOCs的结构有关。
另外，一些VOCs还能够与O3进行反应，产生O2和有害物质，对大气造成一定的影响。
2.无机气态污染物无机气态污染物主要由二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等组成。
其中，二氧化硫(SO2)是大气污染中的主要成分之一。
它是由燃煤、燃油等燃料的燃烧产生的。
SO2在大气中可以与大气水分子反应，生成硫酸(H2SO4)。
H2SO4是大气中的酸性溶液，可以降低雨水的pH值，对环境造成危害。
一氧化碳(CO)是一种无色、无味、无臭的气体。
它主要由汽车尾气、钢铁、轻工等工业废气中产生。
高浓度的CO会对人体造成伤害，因为它会与血红蛋白结合，减少氧气输送到人体细胞中，引起缺氧等问题。
二、气态污染物的去除方法1.生物法生物法是利用微生物代谢能力吸收和清除污染气体的方法。
常用的生物法有生物滤池和生物吸附法。
生物滤池是一种装有生物微生物的滤料床。
适合处理低浓度的VOCs和其他有机污染物。
生物滤池的操作简单、成本低、可重复利用，具有广泛的适应性。
生物吸附法是将特定微生物附着在吸附物上，接触处理废气中的有害组分，净化有害气体的方法。
活性炭吸附去除VOCs工艺技术要求
标准的 10 种 ---设备与管线组件密封点发生渗液、滴液等明显泄漏；
行为
---有机废气输送管道出现破损、异味、漏风等可察觉泄漏；
---高浓度有机废水集输、储存和处理过程与环境空气直接接触；
---生产工序和使用环节的有机废气不经过收集处理直接排放；
---擅自停运或不正常运行废气收集、处理设施及 VOCs 自动监控设施；
VOCs 治理设施二次污染物处置情况等台账记录；
对于 VOCs 治理设施产生的废过滤棉、废催化剂、废吸附剂、废吸收剂、废有机溶剂
等二次污染物，应交有资质的单位处理处置。
采用活性炭吸附工艺的企业应对活性炭质量严格把关，并根据排放废气的风量、浓
度，合理确定活性炭充填量、更换周期，确保足额充填、定期更换。
2021 年 5 月 25 日生态环境部印发的《关于征求<关于加快解决当前挥发性有机物治理突 出问题的通知（征求意见稿）>意见的函》（环办便函〔2021〕217 号）：
采用一次性活性炭吸附工艺的，应选择碘值不低于 800mg/g 的活性炭； 活性炭生产企业在产品出厂时应提供产品合格证明。
活性炭性能
2020 年 8 月 7 日石家庄市生态环境局印发的《关于印发<石家庄市涉 VOCs 企业活性炭吸 附脱附技术指南>的通知》：
对于采用局部集气罩的，应根据废气排放特点合理选择收集点位，距集气罩开口面 最远处的 VOCs 无组织排放位置，控制风速不低于 0.3 米/秒，达不到要求的通过更换大 功率风机、增设烟道风机、增加垂帘等方式及时改造。
2021 年 5 月 25 日生态环境部印发的《关于征求<关于加快解决当前挥发性有机物治理突 出问题的通知（征求意见稿）>意见的函》（环办便函〔2021〕217 号）：
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吸附剂的活已性所 吸用 附吸 吸附 附剂 质量 的 10质 % 0 量
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。 动活性：气体通过吸附层时，当流出吸附层的气体中刚 刚出现被吸附物质时即认为此吸附层已失效。这时单位 吸附剂所吸附的吸附质的量称为～。 （5） 接触时间 （6） 吸附器性能 （二）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
1、吸附净化的概念： （1）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。 （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。
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）
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
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
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。
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 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
（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
吸附作用力 吸附速率 吸附热
（区别二者 的重要标 选志择） 性
温度的影响
吸附层厚度
（物）：一种物理作用，分子间力（范德华力）； （化）：一种表面化学反应（化学键力）。 （物）：极快，常常瞬间即达平衡； （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）； （化）：与化学反应热相近，很大（>42kJ/mol）。
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：
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。
引言
（物）：没有多大的选择性（可逆）； （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； （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 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。
（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。
（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。
平衡吸附量：吸附剂对吸附质的极限吸附量，亦称静吸
附量分数或静活性分数，用XT或m吸附质/m吸附量表示，是 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 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）。
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 的浓度与吸附剂（相）中吸附质的浓度终将达到动态平 衡。
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。
（2）吸附剂的性质：
如孔隙率、孔径、粒度
比表面积
（3）吸附质的性质与浓度：
如临界直径、分子量、沸点、饱和性。
吸附效果
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。
除尾气中SO2、NOX等恶臭物质的净化； 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℃。
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。