第11章 吸附 法净化气体污染物解读

（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）。 （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。
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。
第十一章 吸附法净化气态污染物 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（气体或液 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
第十一章 吸附法净化气态污染物 引 言
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；
第十一章 吸附法净化气态污染物
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。
第十一章 吸附法净化气态污染物
常用吸附剂特性
吸附剂类型 活性炭 活性氧化 铝 沸石分子筛 硅胶 4A 5A 13x
第十一章 吸附法净化气态污染物
二、吸附剂及再生 （一）吸附剂
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。 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℃。
第十一章 吸附法净化气态污染物
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。
第十一章 吸附法净化气态污染物
（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。
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
第十一章 吸附法净化气态污染物
（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。
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11-1）。
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11-1 ：吸附过程曲线）
第十一章 吸附法净化气态污染物
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 重要标志） 选择性 （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）。
（5） 接触时间 （6） 吸附器性能
第十一章 吸附法净化气态污染物
（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；
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。
800
0.92 673 22 393～ 423 600
800
0.794 873 4 473～573 ——
800
0.794 873 5 473～573 ——
800
—— 873 13 473～573 ——
第十一章 吸附法净化气态污染物
3、影响气体吸附的因素
（1）操作条件： ①低温（有利）百度文库高温（有利） 物理吸附； 化学吸附。
温度的影响
吸附层厚度
第十一章 吸附法净化气态污染物
温度的影响：
第十一章 吸附法净化气态污染物
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）。
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 再 生 温 度 /K 比表面积 / ㎡·g-1
200～600
0.836～ 1.254 423 15～25 373～413 600～ 1600
750～ 1000
0.836～ 1.045 773 18～48 473～523 210～360
已吸附吸附质的质量 吸附剂的活性 100% 所用吸附剂量
第十一章 吸附法净化气态污染物
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～。