吸附与吸收净化..
沥青烟处理工艺
沥青烟是沥青加热和含沥青物质的燃烧产生的气溶胶和蒸气。
由于沥青烟中含有的颗粒物和有害物质对环境和人体健康有较大影响，因此需要对沥青烟进行处理。
以下是一些常用的沥青烟处理工艺：
1. 机械分离法：
- 向沥青烟中喷洒蒸气或水雾，以增大颗粒物的粒径，便于后续的捕集。
- 使用沉降室、旋风除尘器等设备，使气体与颗粒物分离。
2. 冷凝法：
- 通过冷凝，使沥青烟中的雾粒凝结成较大的颗粒，便于捕集。
- 冷凝法常与其他净化方法（如吸附、吸收）结合使用。
3. 吸收净化法：
- 利用特定的吸收剂（如汽油、柴油等）对沥青烟中的气态污染物进行吸附。
- 吸收净化法通过吸收剂与污染物之间的化学反应或物理吸附作用实现净化。
4. 活性炭吸附法：
- 使用活性炭作为吸附剂，对沥青烟中的有害物质进行吸附。
- 活性炭吸附法具有较高的净化效率，能处理多种有机物。
5. 等离子体净化技术：
- 利用等离子体产生的高能电子和自由基对沥青烟中的污染物进行氧化分解。
- 等离子体净化技术具有处理速度快、无二次污染等优点。
6. 生物滤床法：
- 通过生物滤床中的微生物对沥青烟中的有害物质进行生物降解。
- 生物滤床法是一种环保、高效的净化方法，但需要适宜的温度和pH条件。
7. 膜分离技术：
- 利用特定的膜材料对沥青烟中的颗粒物和有害物质进行分离。
- 膜分离技术具有操作简便、效率高等优点，但需要定期更换膜材料。
在选择沥青烟处理工艺时，需要考虑废气的成分、温度、流量等特性，以及处理成本、操作维护、环保要求等因素，以确保选择合适、有效的处理方法。
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。
有机废气处理方法有哪些
有机废气处理是指对工业生产过程中产生的有机废气进行吸附、过滤、净化的处理工作，那处理办法有哪些呢，下边带您了解。
1、冷凝回收法：把有机废气直接导入冷凝器，经吸附、吸收、解板、分离，可回收有价值的有机物。
该法适用于有机废气浓度高、温度低、风量小的工况，需要附属冷冻设备，主要应用于制药、化工行业，印刷企业较少采用。
2、吸附法：(1)直接吸附法：有机废气经活性炭吸附，可达95%以上的净化率，设备简单、投资小，但活性炭更换频繁，增加了装卸、运输、更换等工作程序，导致运行费用增加；(2)吸附-回收法：用纤维活性炭吸附有机废气，在接近饱和后用过热水蒸汽反吹，进行脱附再生；本法要求提供必要的蒸汽量；(3)吸附-催化燃烧法：此法综合了吸附法及催化燃烧法的优点，采用新型吸附材料(蜂窝状活性炭)吸附，在接近饱和后引入热空气进行脱附、解析，脱附后废气引入催化燃烧床无焰燃烧，将其彻底净化，热气体在系统中循环使用，大大降低能耗。
本法具有运行稳定可靠、投资减省、运行成本降低、维修方便等特点，适用于大风量、低浓度的废气治理，是国内治理有机废气较成熟、实用的方法。
3、吸收法：一般采用物理吸收，即将废气引入吸收液进净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收；本法适用于大气量、低温度、低浓度的废气处理，但需配备加热解析回收装置，设备体积大、投资较高。
4、纳米微电解氧化法：纳米微电解净化技术采用纳米级加工的压电性材料，在具有一定湿度的情况下，可以通过微电解电场产生纳米微电解材料的电性吸附并释放出大量羟基负离子对气体中的需氧类污染物进行净化，不仅可以去除空气中大部分有机物，而且还能分析如氨氮、硫化氢等无机臭气。
5、热力燃烧法：使用蓄热式热力氧化炉RTO进行有机废气处理，可以达到高效节能的双重效果。
适合处理有机废气的范围广，处理效率高。
RTO设备已经广泛用于涂布、印刷、喷涂、医药等行业。
6、直接燃烧法：利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧，将混合气体加热，使有害物质在高温作用下分解为无害物质；本法工艺简单、投资小，适用于高浓度、小风量的废气，但对安全技术、操作要求较高。
第四章 吸收及吸附.
•
Ldx B ' GdYA rA adH b
' —宏观反应速度 A
15
• 其中 r
• b—B的反应系数与A的反应系数之比。
Ldx B ' GdYA rA adH b
16
当处理稀溶液时，Pt≈Pu CT≈CU 可得到微分物料平
衡方程
G L dpA — dcA B pt bCT
相，汽→液；液相中的轻组分汽化进入汽相，液→汽； 成立恒摩尔流的假设，使计算过程简化。 而吸收只是气相中的某些组分溶解到不挥发的吸收剂中 去的单相传质过程。一般沿塔从上往下，气体量、液 体量增加。∴除了贫气吸收（吸收质量很小）外不能
传质过程往两个方向进行。如果各组分的ΔHv 相近时，
视为恒摩尔流。
28
塔顶：
塔底：
气相传质控制
21
塔顶： 塔底：
液膜传质控制
22
塔顶： 塔底：
23
化学吸收 • 结论:
• 1．
k AG apA k B1aCB
气相反应速率较慢，由较慢的控制。
• 2．
k AG apA k B1aC B
反应在液相内进行，为液相控制。 化学吸收可以大大降低塔的高度，
而物理吸收塔过高，不能够实现。
4
分类
吸收剂与溶质之间相互作用不同，可分为
物理吸收：吸收过程纯属气体的溶解过程。
a 单组分吸收：
b 多组分吸收：
吸收过程有无热效应，可分为
等温吸收：贫气吸收（吸收微量气体）
非等温吸收：吸收量大时，一般放热，产生吸收热，T↗;
5
吸收过程的气液相平衡关系
气体在液体中的溶解度
气体吸收涉及到相际传质过程。
第五章 吸附和吸收处理空气的原理和方法
5.1 吸附材料处理空气的原理和方法
吸附的基本知识和概念
• 吸附现象：相异二相界面上的分子积聚现象。 • 吸附：把分子配列程度较低的气相分子浓缩到分子配 列程度较高的固相中。 • 吸附剂：使气体浓缩的物体。 • 吸附质：被浓缩的物质。 例如，当某固体物质吸附水蒸气时，此固体物质就 是吸附剂，水蒸气就是吸附质。 吸附过程：干燥剂化学成分不变； 吸收过程：干燥剂化学成分改变。
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动态吸附除湿
在除湿的同时通过冷却水或空气将 吸附热带走，保持近似等温除湿 近似等焓过程，即被除湿的处理气流 含湿且降低的同时，温度会升高，气 流的焓值基本不变 。
除湿方 式分类
冷却 除湿 绝热 除湿
选择吸附剂的标准： 要求空气压力损失小，具有适当的强度不致粉末 化、具有足够大的吸附容量，还希望吸附剂粒水分的 移动速度快，以便能尽快地达到平衡状态。
Southwest Petr理吸附和化学吸附。 • 物理吸附：由范德华引力、氢键起作用的物理过程。 物理吸附属于一种表面现象，可以是单层吸附，也可以是 多层吸附。
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吸附的种类
物理吸附主要特征
线性
图 5-1
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等压吸附线
曲线l：高温部分，化学吸附曲线，温度升高，吸附量减小。 曲线2：物理吸附，温度升高，平衡向脱附方向移动，吸附量减小。 如果始终能达到平衡，则不论曲线l还是曲线2都沿图中虚线进行。 曲线3：物理吸附和化学吸附的过渡区，为非平衡吸附区。
动态吸附除湿
吸附剂的再生方式 • 加热再生：供给吸附剂脱附所需的热量； • 减压再生：用减压手段降低吸附分子的分压， 改变吸附平衡，实现脱附。 • 使用清洗气体再生： 借通入一种很难被吸附的气体,降 低吸附质的分压而实现脱附。 • 置换脱附再生： 用具有比吸附质更强的选择吸附 性物质来置换而实现脱附。
吸收法净化气态污染物
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。
为了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、乙醇、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。
5.1吸附和吸收处理空气的原理与方法
换 器
循环空气
A
B
J
湿热 空气
K
除 湿 器
C
5.2吸收剂处理空气的原理和方法 5.2.1 吸收现象简介
气体吸收是用适当的液体吸收剂来吸收气体或气体混 合物中的某种组分的一种操作。
例如，用溴化锂水溶液来吸收水蒸汽，用水来吸收氨 气。
在物理吸收过程中，吸收所能达到的极限，决定于在 吸收进行条件下的气液平衡关系。气体被吸收的程度， 取决于气体的分压力。
在一定温度下才吸附
吸附平衡、等温吸附线和等压吸附线
对于给定的吸附质—吸附剂，在平衡状态 下的吸附量可直观地表示为
q=f(p,T) 吸附等压线 吸附等温线
吸附结构、多孔介质，比表面积
好的吸附剂多为多孔介质 微孔，大孔，过度孔
吸附剂的特性参数
吸附剂最重要的特征是它的高孔隙率。因此，吸附 剂的物理特性一般比化学特性更重要。影响吸附剂 性能的主要物理特征是其表面特性
－ 与放入吸附剂后容器内相对湿度对应的平衡水分含量 (kg/kg)。
例题在夏天40℃室外气温条件下，为了保护停
用锅炉的内壁，必须使其内壁露点温度保持在
5℃以下，问需要放置多少吸附剂(锅炉容积V为
10立方米，R为8kg)？
解：查焓－
(kg/m3), 1
湿 图 可 得 ：
=6.80×10-3
0
＝ 53.7×10-3
(kg/m3) q0 为 相
对 湿 度 为 30 ％ 时 硅 胶 的 平 衡 吸 湿 量 ， 等 于
0.17kg/kg。已知：V=10(m3) , R=8(kg)。
由公式得：
m (0 1 )V R (53.7 6.80) 10 3 10 8.0
吸附法和吸收法的不同
1、概述吸收法是利用液态吸收剂处理气体混合物以除去其中某一种或几种气体的过程，一般采用物理吸附。
在这过程中会发生某些气体在溶液中溶解的物理作用，这是物理吸收。
也有气液中化学物质之间发生化学反应，这是化学吸收。
吸收作用常用于气体污染物的处理与回收，如用石灰乳液吸收烟气中的二氧化硫，生成石膏；用碱性溶液或稀硝酸吸收硝酸厂尾气中的氮氧化物，回收再用；还有用碳酸钠等碱性溶液吸收硫化氢。
我国研究成功的APS法以苦味酸为催化剂，以煤气中的氨为吸收剂，可同时吸收脱除硫化氢、氰化氢，效率较高。
吸收法还广泛作为有机废气的预处理，如除尘、除油雾、除水溶性组成，为进一步净化做准备。
吸附法是对溶解态污染物的物理化学分离技术。
废水处理中的吸附处理法，主要是指利用固体吸附剂的物理吸附和化学吸附性能，去除废水中多种污染物的过程，处理对象为剧毒物质和生物难降解污染物。
吸附法可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种类型。
不论是吸附法还是吸收法都对处理VOC废气有很大的作用，实际上，很多人总是分不清吸附法和吸收法的区别，下面就为大家介绍一下这两种处理方法的异同点。
2、异同点吸收：物质吸取其他实物或能量的过程。
气体被液体或固体吸取，或液体被固体所吸取。
在吸收过程中，一咱物质将另一种物质吸进体内与其融和或化合，例如，硫酸或石灰吸收水分，血液吸收营养。
吸附：当流体与多孔固体接触时，流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄，此现象称为吸附。
吸附也指物质（主要是固体物质）表面吸住周围介质（液体或气体）中的分子或离子现象。
吸附属于一种传质过程，物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力，但物质表面的分子，其中相对物质外部的作用力没有充分发挥，所以液体或固体物质的表面可以吸附其他的液体或气体，尤其是表面面积很大的情况下，这种吸附力能产生很大的作用，所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附，如活性炭，水膜等。
吸收法是用水或者其他溶液吸收烟气中的NOx。
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2 1
QT T
S S2 S1
吉布斯函数G：
G H TS
根据热力学知识，在等温等压的自发吸附过
程中(无论物理吸附还是化学吸附)
∵ △G = △H -T△S ；△G < 0 ；△S < 0 ；
∴ △H ＝ △G + T△S < 0
表明：吸附过程△H < 0，放热。物理吸附 放热0-20kJ/mol；化学吸附80-400kJ/mol
bP＞＞1，则θ=1，说明在这种情 况下，吸附量接近于单分子层饱和
吸附量Vm，不再与压力有关。
（3）在中等压力范围，θ与P的关系 符合Langmuir 等温式。
2、 BET吸附等温方程
Brunauer, Emmett, Teller
1）第一层吸附条件与Langmuir相同。即第一层是吸附 质分子和吸附剂表面直接借吸附力而结合到表面上。 2）第二层以上的吸附热等于吸附质的液化热。气体分 子碰到被吸附分子上，由于吸附质分子间存在范氏引 力也有被吸附的可能，所以吸附是多分子层的。这样 第二层以上的吸附力都是与蒸气分子的凝聚力相同的， 因此除了第一层的吸附热有特殊值外，其余各层的吸 附热都是吸附热的凝聚热，因而都是相等的。
由于吸附剂往往具有高的选择性和高的分离效 果，能脱除痕量物质，所以在空气污染控制、 废水处理中，吸附净化法得到广泛应用。 吸收：利用溶液的溶解作用处理污染的气体而 将该气体中的一种和几种污染物除去的操作。
第一节 吸附法净化气态污染物的原理
一、固体表面上的吸附作用 1、物理吸附和化学吸附
物理吸附：气体分子以分子间的范德华力被吸
子层吸附和毛细管凝聚。与第Ⅳ类等温
线的高压部分相似。第Ⅴ类和第Ⅳ类等
温线反映了多孔性吸附剂的孔结构特性。
二、吸附等温方程1、Lang Nhomakorabeauir方程式：
假设：动态平衡
• 吸附能力来自力场的不饱和。吸附质分子只能
碰撞到吸附剂的空白表面上才能被吸附，如果 碰到已吸附分子的表面上则发生弹性反射。这 说明吸附剂表面的分子只能形成单分子层。
3）在各层的水平方向上，吸附分子间没有相互 作用力。 4）如果压力接近相应温度下气体的饱和蒸气压 时，吸附量为无穷大。
V KP Vm ( P0 P)[1 ( K 1) P / P0 ]
第一层：
a1ps0= b1s1
设
a1 p y b1 ai p x bi
s1= ys0 同理可得：第i层 aipsi-1= bisi 设 Si= xSi-1 所以就有： Si= xSi-1= x i-1S1 Si= 设
附，这种吸附与气体凝聚成液体的过程相类似。
化学吸附：气体分子与固体表面上的分子、原 子以键力作用而被吸附，此时分子发生变形甚 至解离成离子，就像进行化学反应，是一个包 括电子转移、原子重排、键的断裂与形成等化
学变化的过程。
2、吸附热
焓:是人们定义的状态函数，表示热力学 能加上压力与体积的乘积。H=U+pV 熵：如果系统中发生微小的可逆变化，该 系统的熵变dS等于此可逆过程的热量δ QT 与系统温度T的比值 ——可逆热温商 δ QT/T，即：dS=δ QT/T；
由上图直线的斜率及截距可以求得Vm及b 值。并且Vm可以与固体的表面积联系起 来：
Vm S N A A0 V0
Langmuir方程式的讨论
（1）当压力很低或吸附很弱时，bP ＜＜1，1+bP≈1，θ ≈bP, θ∝P, 这 说明吸附量与被吸附气体的压力成 正比；
（2）当压力足够高或吸附很强时，
• 气相分子碰撞到吸附剂表面并被吸附的几率在 整个表面是一样的，即整个表面的能量是均匀 的。 • 吸附分子离开表面回到气相的几率与表面上相 邻点是否被占据无关，这说明吸附质分子间作 用力是可以忽略的。
k1S1 k2 PS0 k2 P(S S1 )
S1 S
k1 k2 P(1 )
• 第Ⅳ类吸附等温线在低压下是凸的，表 明吸附质和吸附剂有相当强的亲和力。 同时，低压下形成单分子层，压力增大 时由多分子层吸附逐渐产生毛细管疑结， 所以吸附急剧增大，直到吸附剂的毛细 孔装满吸附质，吸附量不再增加而达到 饱和。
• 第Ⅴ类吸附等温线低压时是凹的，与
第Ⅲ类相似，随压力增大，也发生多分
k2 P k 2 / k1 P k1 k 2 P 1 k 2 / k1 P
k2 / k1 b
bP V / Vm 1 bP
bP 1 bP
P 1 P V Vmb Vm
1 1 1 V Vm VmbP
1 1 1 V Vm Vm bP
以1/V对1/P作图可得一直线。这一关系得到了广泛的 实验证实，如下图所示。
• 第Ⅱ类吸附等温线称为S型等温线，是 常见的物理吸附等温线。其特点是在低 压时先形成单分子层吸附，拐点B处可 认为达到单分子层的饱和吸附，吸附量 为Vm。随着压力再增加逐渐发生多分子 层吸附。当压力接近P。时，吸附量又 急剧上升，表明被吸附的气体己开始凝 结为液相。
• 第Ⅲ类吸附等温线比较少见。在低压下 等温线是凹的，表明吸附质与吸附剂之 间的相互作用很弱。但压力稍增加，吸 附量即急剧增大，压力接近P。时曲线与 第Ⅱ类的相似，说明吸附剂表面上由多 层吸附逐渐转变为吸附质的凝聚。
3、吸附等温线
在恒定温度下，测定出固体吸附气体的量，并将 在不同压力下的吸附量对气相压力(或相对压力) 作图，得到的曲线称为吸附等温线。
q=x/m
q=f(T,p)
q’=v/m
q=f(p)T q=f(p/pa)T
• 第Ⅰ类吸附等温线一般属单分子层吸附， 因而称为单分子层吸附型等温线或 Langmuir型吸附等温线。在远低于饱和 蒸气压P。时，固体就吸满了单分子层， 此时的吸附量称为饱和吸附量Vm。
第四章 吸附与吸收净化
吸附法基本原理
固体表面吸附
不同相表（界）面 剩余表面能 溶质浓集
吸附剂
吸附质
解吸或脱附
吸附：利用多孔性固体表面存在的末平衡的分 子引力或化学键力，把混合物中的某一组分或 某些组分吸留在固体表面上的分离混合物的过 程。
吸附剂：具有吸附作用的固体。
吸附质：被吸附的物质。