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。
三、吸附剂的选择原则及工业吸附剂
2.工业吸附剂 活性氧化铝 活性氧化铝是一种极性吸附剂，含氧化铝大于 92%，也常用作催化剂的载体。
含水氧化铝加热脱水而制成的多孔物质，有粒状、 片状和粉状
活性炭 活性炭是许多具有较高吸附性能的碳基物质的 总称。一般来说是指比表面积大于500m2/g、含碳大于 95%的碳基物质。活性炭的结构特点是具有非极性的 表面，为疏水性和亲有机物质的吸附剂。
一、物理吸附与化学吸附
项目 吸附剂 吸附物 物理吸附 一切固体 低于临界点的一切气体 化学吸附 某些固体 某些能与之起反应的气体
温度范围
吸附热 速率及活化能 覆盖情况 可逆性 某些应用
低温
低，与凝结热数量级相同 非常快，活化能低 单层或多层吸附 可逆
通常是高温
高，与反应热的数量级相当 非活性吸附活化能低，活性吸附活 化能高 单分子层或单原子层 通常是不可逆
故称为分子筛。
吸附选择性强， 吸附能力强，较高温度下仍具有较强 的吸附能力。
三、吸附剂的选择原则及工业吸附剂
2.工业吸附剂
常见吸附剂的主要特性
吸附剂类别 堆积密度／ （kg·m-3) 热容/(kJ·kg-1·K1) 操作温度上限/K 平均孔径/Å 颗粒活性炭 350～600 0.836～ 1.254 423 1.2～4.0 活性氧化铝 750～1000 0.836～ 1.045 773 18～45 硅胶 800 0.92 673 22 沸石分子筛 4A 800 0.794 873 4 5A 800 0.794 873 5 X 800 － 873 13
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吸附及吸附剂 吸附装置及工艺 吸附净化法的应用
第一节 吸附及吸附剂

物理吸附与化学吸附 吸附剂的选择原则及工业吸附剂
一、物理吸附与化学吸附
物理吸附：作用力为分子间引力
化学吸附：作用力为化学键力
同一污染物可能在较低温度下发生物理
吸附，若温度升高到吸附剂具备足够高的活化
能时，发生化学吸附
三、吸附剂的选择原则及工业吸附剂
硅胶
硅胶是一种坚硬无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗
粒，其中含硅大于95%。
硅胶对极性分子和不饱和烃基具有明显的选择性，并对
芳香族的π键有很强的选择性，与活性炭相比较，孔径分布
比较单一和窄小。
三、吸附剂的选择原则及工业吸附剂
分子筛
分子筛是一种人工合成的泡沸石，孔径0.3～1nm，与天 然泡沸石一样是水合铝硅酸盐的晶体。 分子筛的结构是有许多孔径均匀的孔道和孔穴构成的， 提供了很大的比表面积，且只允许直径比孔径小的分子进入，
再生温度/K
比表面积/(m2·g-1)
373～413
700～1500
473～523
210～360
393～423
600
473～573
－
473～573
－
473～573
－
第二节 吸附装置及工艺

吸附装置
吸附工艺
吸附剂再生
一、吸附装置
固定床吸附器 结构简单、操作简便、操作弹性大、适用 浓度范围广。对单台吸附器来说，吸附操作是 间歇过程。
固定床吸附器 （a)(b)立式吸附器
（c)卧式吸附器
二、吸附工艺
两台固定床轮 流进行吸附与再生 操作，使气体的吸 附操作得以连续进 行
有机气态污染物固定床吸附工艺流程
1、2-净化气 3-蒸汽 4-固定床 5-废气 6-冷凝器 7-分离器 8-吸附质 9-冷凝水
三、吸附剂再生
当吸附床层达到饱和时，就必须对吸附床进行 再生，也称为吸附质的解吸。
用于测量固体表面积以及 孔隙大小；分离或净化气 体和液体
用于测定表面浓度，吸附及解附速 率；估计活性中心的面积；阐明表 面反应动力学
一、物理吸附与化学吸附
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)
吸附剂再生过程是吸附过程的逆过程
再生首先必须破坏吸附平衡，使吸附过程向着 解吸的方向进行，然后将解吸出来的气体移走。
三、吸附剂再生
吸附剂再生方法
吸附剂再 生方法 热再生 特 点
使热气流（蒸汽、热空气或惰性气体）与床层接触直接加热床层， 吸附质可解吸释放，吸附剂恢复吸附性能。不同吸附剂允许加热的 温度不同。
章 吸附法净化气态污染物
第六章 吸附法净化气态污染物
利用多孔性固体吸附剂处理气体混合物，使 一种或数种气体组分吸附于固体表面上，达到气 体分离目的。 吸附质——被吸附物质 吸附剂——附着吸附质的物质 优点：选择性高、分离效果好、设备简单 缺点：吸附容量小、吸附体积大
第六章 吸附法净化气态污染物
本章学习内容：
第五节 吸附净化法的应用
二、吸附平衡
吸附平衡可用吸附等温 线。 常见的吸附等温式有： 朗格谬尔(Langmuir) 吸附等 温式、弗伦得利希 (Freundlich) 吸附等温式、 捷姆金(Temkin) 吸附等温式、 BET方程等。
几种常见污染物在活性炭上 的吸附等温线
三、吸附剂的选择原则及工业吸附剂
1.吸附剂的选择原则 吸附容量大，吸附能力强 巨大的比表面积和孔隙率 良好的选择性 良好的机械强度、化学稳定性和热稳定性 颗粒均匀 再生能力好 来源广泛，成本低廉
控制步骤：扩散阻力
吸附过程示意图
二、吸附平衡
当吸附速率＝脱附速率时，吸附平衡，此时吸附量 达到极限值 平衡吸附量：在一定温度下，吸附剂上所吸附的吸附质 与气相中吸附质的初始浓度成平衡的最大吸附量，一般 用单位质量吸附剂在吸附平衡时所能吸附的吸附质量表 示。平衡吸附量又称为静态吸附量或静活性，常用am表 示。