河北科技大学：《大气污染治理工程》课程教学资源（PPT课件）第十章 吸附法净化气态污染物

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 冷吸附操作方式与设计 吸附法净化气态污染物的应用

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

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 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

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； 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

(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、NO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）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。 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 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:吸所过程团线)

第一节 吸附过程与吸附剂 一、物理吸附和化学吸附 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。 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/(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) 吸附速率「(物)极快,常常瞬间即达平衡:; (化):较慢,达平衡需较长时间。 吸附热(物):与气体的液化热相近,较小(几百焦耳mo左右); (区别二者(化):与化学反应热相近,很大(>42kJ/mo) 的重要标 选择性 (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 温度的影响温度上升而上升 (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 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

补表10-1 物理吸附和化学吸附的区别 吸附作用力 （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）。 吸附速率 （物）：极快，常常瞬间即达平衡； （化）：较慢，达平衡需较长时间。 吸附热 （区别二者 的重要标 志 ） （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）。 选择性 （物）：没有多大的选择性（可逆）； （化）：具有较高的选择性（不可逆）。 温度的影响 （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。 吸附层厚度 （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

A 争 B 米卡 D T 温度 图10-1吸附过程曲线

图10-1 吸附过程曲线

二、吸附剂及再生 (-)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

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

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)S02)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

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

⑤吸附树脂:最初为酚、醛类缩合高聚物,以后出现 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) 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02~0.6m/s

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） 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