吸附法净化大气污染物
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。
氮氧化物废气处理方法
氮氧化物废气处理方法氮氧化物（NOx）是一类对环境和人类健康造成重大影响的大气污染物。
它们主要是由能源燃烧过程中生成的，包括工业生产、汽车尾气排放、火力发电和家庭使用燃气等。
大量的氮氧化物的排放会导致空气污染和酸雨的形成，对生态系统和人类的健康产生不利影响。
因此，对氮氧化物废气进行有效处理变得至关重要。
目前，针对氮氧化物废气处理的方法主要包括催化还原法、吸附法和生物修复法等。
下面将逐一介绍这些方法及其原理。
催化还原法是目前最常用的氮氧化物废气处理方法之一。
这种方法利用催化剂将废气中的氮氧化物转化为无害的氮气和水。
催化还原法的原理是将废气与适当的还原剂（如氨水或尿素溶液）一起通入催化剂床层中，通过催化剂表面的反应作用，将氮氧化物还原为氮气。
其中，催化剂的选择非常重要，常用的催化剂有钒钛催化剂、铜催化剂和铁催化剂等。
吸附法是另一种常用的氮氧化物废气处理方法。
这种方法利用吸附材料吸附废气中的氮氧化物，达到净化废气的目的。
常见的吸附材料包括活性炭、分子筛和氧化铝等。
吸附法的原理是将废气经过吸附剂床层，废气中的氮氧化物被吸附剂表面的孔隙结构吸附下来。
吸附剂饱和后，可以通过升高温度或者压力的方式，将吸附的氮氧化物释放出来，再经过后续处理处理掉。
生物修复法是一种新兴的氮氧化物废气处理方法。
这种方法利用具有氮氧化物降解能力的微生物，将废气中的氮氧化物转化为无害物质。
生物修复法的原理是将废气直接通入生物反应器中，利用生物反应器中的微生物代谢作用，将氮氧化物转化为粪杆菌等微生物的生物质。
这种方法相对于传统的物理化学方法，具有操作简单、能耗低、废气处理效果好等优点。
除了以上三种主要的氮氧化物废气处理方法，还有一些其他的辅助方法。
如氮氧化物选择性催化还原（SCR）技术，在工业排放源中应用较广泛。
此外，还有非催化氧化脱硝（SNCR）技术、电化学脱氮（ED）技术等。
这些方法在实际应用中可以根据废气特点和处理要求进行选择。
总之，氮氧化物废气是一种严重的大气污染物，对环境和人类健康带来了巨大威胁。
7气态污染物的治理吸附法PPT课件
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； 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。
常用吸附剂特性
吸附剂类 型
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
活性炭
200～ 600 0.836 ～ 14.22534
15～25
373～ 413 600～ 1600
活性氧 化铝
750～ 1000 0.836
～ 17.07435
发展趋势：由电厂到石油化工、硫酸及肥料工业等领 域。
能否应用该方法的关键： ①解决副产物稀硫酸的应用市场； ②提高活性炭的吸附性能；
活性炭脱硫的主要特点： ①过程比较简单，再生过程中副反应很少； ②吸附容量有限，常需在低气速（0.3-1.0m/s） 下进行，因而吸附器体积较大； ③活性炭易被废气中O2氧化而导致损耗； ④长期使用后，活性会产生磨损，并因微孔堵塞 丧失活性。
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～。
大气污染控制_吸附
吸附设备的分类和特点
固定床吸附器主要优点：
结构简单、造价低、吸附剂磨损小
固定床吸附器主要缺点： 1）连续操作时需不断地周期性切换； 2） 需设置备用设备，增加总吸附剂用量； 3）吸附剂导热性差，操作时易出 现局部床层过热； 4）再生时不易加热升温和冷却降温； 5）热量利用率 低，压力损失较大。
吸附设备的分类和特点
（3）总吸附速率
1
Kyp
1
kyp
m
kxp
1
K xp
1
kxp
1
kyp m
Ky=mKx, m为y-x相图中平衡曲线的平均斜率
吸附设备的分类和特点
吸附设备：固定床、移动床、流化床。
固定床：吸附剂固定在某一部位上静止不动，应用最为广 泛。有立式、卧式、环式三种类型。
立式固定床吸附器： 优点：空间利用率高、不 易产生沟流和短路，装填 和更换吸附剂简单。 缺点：压降较大，气流通 过面积较小。 适用于：小气量、高浓度 气体的处理。
KL 0 K(L h)
D
4Q
u
m SLρb
b——吸附剂堆积密度，kg/m3；
为了避免装填损失，可多取5%-20%装 填量
练习
拟用活性炭吸附器回收废气中所含的三氯乙烯， 已知废气中三氯乙烯浓 度为11.5g/m3，流量为12700m3/h。已知活 性炭对三氯乙烯的静活性 为26.29%，其堆积密度为230kg/m3，假 设气体通过床层的速度为 20m/min，并假设死床层的厚度为0.15m。若要求吸附保护时间为 223min，求该吸附器的吸附剂用量（裕量取10%）？（ ）
气体的吸附净化-速率
（2）内扩散速率
式中，ddMtA
——单位时间内吸附质从固相外表面扩散至内表 面的质量，kg/m3﹒s；
大气污染控制考试知识点
气态污染物以分子状态存在，可分为一次污染物和二次污染物。
一次污染物——从污染源直接排放的原始物质。
二次污染物——由一次污染物与大气中原有成分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物。颗粒较小，但毒性更大。如光化学烟雾等。
粒子沉降：荷电粉尘在电场中受库仑力的作用向集尘极移动，经过一定时间后到达集尘极表面，放出所带电荷而沉集其上
粒子清除：当粉尘沉积到一定厚度后，用机械振动等方法将其清除掉，使之落入下部灰斗中。
2、粒子荷电机制（电场电荷、扩散电荷）
3、异常荷电现象：
.反电晕：沉积在集尘极表面的高比阻粒子导致在低电压下发生火花放电或在集尘极发生反电晕现象，通常当比电阻高于2×1010欧姆厘米时，较容易发生火花放电或反电晕，破坏了正常电晕过程。
重力沉降：进入除尘器的含尘气流中，部分粒径与密度较大的颗粒会在重力作用下自然沉降。
2、性能
除尘效率：
压力损失：
设Cj为进口气体含尘浓度，η为平均 除尘效率，t为过滤时间，则滤布上的粉尘负荷md为：
3、影响袋式除尘器除尘效率的因素：
滤料的结构、粉尘的粒径、粉尘的厚度、过滤速度
对于粒径为0.2-0.4um 的粉尘，在不同状况下的过滤效率皆最低，因为这一粒径范的粒径正处于惯性碰撞和拦截作用范围的下限，扩散作用范围的上限。
湿式除尘器的类型：低能除尘器（喷雾塔、旋风洗涤器）
高能除尘器（文丘里洗涤器）
自激喷雾洗涤器、泡沫洗涤器、填料塔洗涤器、机械诱导喷雾洗涤器
第三节，电除尘器
1、电除尘器的工作原理：
气体电离；
粒子荷电：在放电极与集尘极之间施加直流高电压，使放电极附近发生电晕放电，气体电离，生成大量的自由电子和正离子。在放电极附近的正离子立即被电晕极吸引过去而失去电荷。自由电子和随即形成的负离子则因受电场力的作用向集成极移动， 并充满到两极间。含尘气流通过电场空间时，自由电子，负离子与粉尘碰撞并附着其上。
VOC处理常用方法介绍
众所周知，有机废气来源广泛，并且是一次性投资，操作费用高，基本上无回收利用价值。
而且如果是成分复杂的有机废气，则更加难以净化、分离和回收。
不过现今随着大家对VOC污染的日益重视，以及环保法规不断严格VOC的排放标准，其治理技术亦在逐渐改进和完善。
下面，我们就来具体看一下。
1、活性吸附法在有机废气治理工艺中, 吸附是处理效果好、使用较广的方法之一, 吸附剂有活性炭、硅藻土、沸石等, 其中活性炭吸附应用最多。
通过吸附系统不仅可以使VOC 浓度大大降低, 实现废气达标排放, 而且吸附后通过气提解吸, 收集物可回用于生产。
2、引风高空排放法这是一般企业在装漆、砂磨等岗位使用较多的方法之一, 其成本低、易操作、效果明显。
但高空排放只是污染的转移, 并没有真正解决污染问题, 而引风机功力大小和风口安装高度又直接影响引风效果。
3、燃烧处理法VOC 为有机挥发性物质, 易燃烧, 可采用常温或催化氧化燃烧处理, 气体由引风管道通入锅炉或焚烧炉燃烧, 但对高温有机气体还要经过安全论证。
此法处理比较完全, 基本可以把VOC 转化为CO2 、H2O 。
4、吸收除气法因VOC 一般都溶解于柴油或200 # 汽油等有机溶剂, 可用柴油或200 # 汽油吸收VOC , 吸收后的溶剂可用于燃料或稀释剂。
这种方法操作方便、成本低, 但吸收处理后一般尚有挥发气体残余, 因有机溶剂本身易挥发, 因此不能使VOC 降为零, 若遇高温, 则吸收率更低。
5、冷凝收集法对反应釜高温有机气体可采用冷凝收集, 先用直冷凝再螺旋冷凝, 该法除气效果明显, 易操作、运行成本低, 但对低沸点气体效果不佳。
6、生物处理法有机废气的生物处理是比较经济有效的方法，它是用水或弱碱液吸收VOC , 其中含有的醇类、醛类等物质易溶于水, 吸收后的废水再用生物降解, 使废水达标排放。
植物净化法就是厂区内增加绿化面积, 利用绿色植物吸收和转化大气中的污染物来净化空气, 这种方法适用于大环境低浓度的污染。
吸附法工业有机废气治理工程技术规范
吸附法工业有机废气治理工程技术规范吸附法工业有机废气治理工程技术规范(HJ 2026—2013)前言为了贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，规范工业有机废气治理工程，防治工业有机废气的污染，改善环境质量，本标准被制定。
本标准规定了工业有机废气吸附法治理工程的设计、施工、验收和运行的技术要求。
该标准为指导性文件，由环境保护部科技标准司组织制订，主要起草单位包括XXX、XXX等。
本标准自2013年7月1日起实施，由环境保护部解释。
1适用范围本标准规定了工业有机废气吸附法治理工程的设计、施工、验收和运行的技术要求。
适用于工业有机废气的常压吸附治理工程，可作为环境影响评价、工程咨询、设计、施工、验收及建成与管理的技术依据。
2规范性引用文件本标准引用了多个文件中的条款，如GB 3836.4爆炸性气体环境用电气设备第4部分、GB/T 3923.1纺织品织物拉伸性能第1部分等。
凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。
其中，GB/T 7701.2和GB/T 7701.5规定了回收溶剂用煤质颗粒活性炭和净化空气用煤质颗粒活性炭的相关标准；GB/T 和HJ/T 1规定了固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法以及气体参数测量和采样的固定位装置；GB/T规定了活性炭丁烷工作容量测试方法；GB 、GB 、GB 、GB 、GB 、GB 、GB 、GB 和GBJ 87等规定了建筑设计防火规范、采暖通风与空气调节设计规范、排气筒设计规范、建筑物防雷设计规范、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范、建筑灭火器配置设计规范、石油化工企业设计防火规范、工业企业总平面设计规范和工业企业噪声控制设计规范；HGJ 229规定了工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范。
4.1 除了溶剂和油气储运销装置的有机废气吸附回收，进入吸附装置的有机废气中有机物的浓度应低于其爆炸极限的25%。
如果废气中有机物的浓度高于其爆炸极限下限的25%，则必须将其降低到其爆炸极限下限的25%以下才能进行处理。
吸附法工业有机废气治理工程技术规范
吸附法工业有机废气治理工程技术规范.吸附法工业有机废气治理工程技术规范(HJ 2026—2013)前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，规范工业有机废气治理工程的防治工业有机废气的污染，改善环境质量，制定本标准。
本标准规定了工业有机废气吸附法治理工程的设计、施工、验收和运行的技术要求。
本标准为指导性文件。
本标准为首次发布。
本标准由环境保护部科技标准司组织制订。
本标准主要起草单位：XXX、XXX、XXX、天辰（北京）XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX。
本标准环境保护部2013年3月29日批准。
本标准自2013年7月1日起实施。
本标准由环境保护部解释。
HJ 2026—2013吸附法工业有机废气治理工程技术规范1适用范围本标准划定了工业有机废气吸附法管理工程的设想、施工、验收和运行的技术请求。
本标准适用于工业有机废气的常压吸附治理工程，可作为环境影响评价、工程咨询、设计、施工、验收及建成与管理的技术依据。
2规范性引用文件本标准内容引用了下列文件中的条款。
凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。
GB 3836.4爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”GB/T 3923.1纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法GB/T 7701.2回收溶剂用煤质颗粒活性炭GB/T 7701.5净化空气用煤质颗粒活性炭GB 工业企业厂界噪声标准..GB/T 固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法GB/T 活性炭丁烷工作容量测试方法GB 建筑设计防火规范GB 采暖通风与氛围调治设想规范GB 排气筒设计规范GB 建筑物防雷设计规范GB 爆炸和火警危险环境电力装置设想规范GB 建筑灭火器配置设想规范GB 石油化工企业设想防火规范GB 工业企业总平面设计规范GBJ 87工业企业噪声控制设想规范HGJ 229工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范HJ/T 1气体参数测量和采样的固定位装置XXX工业废气吸附净化装置HJ/T 387工业废气吸收净化装置HJ/T 389工业有机废气催化净化装置HJ 2000大气污染治理工程技术导则JJF 1049温度传感器动态响应校准《扶植工程环境保护设想划定》国度计划委员会、XXX[1987]002号《扶植工程环境保护管理条例》中华群众共和国国务院令[1998]第253号《扶植工程（工程）完工验收办法》国度计划委员会1990年《建设项目竣工环境保护验收管理办法》XXX令[2002]第13号3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
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第四节吸附法净化气态污染物
气体吸附是一种在有害气体控制中日益获得重视的方法。
更为严格的环境质量要求，特别增强了吸附作为一种控制方法的吸引力。
吸附现象的发现及其应用已有悠久的历史。
吸附操作已广泛地应用于基本有机化工、石油化工等生产部门，成为必不可少的分离手段。
吸附法在环境工程中得到广泛的应用，是由于吸附过程能有效地捕集浓度很低的有害物质，因此，当采用常规的吸收法去除液体或气体中的有害物质特别困难时，吸附可能就是比较满意的解决办法。
一般说来，吸附在实用上和经济上优于有竞争性的
湿法工艺（如洗涤法）之处有以下几个方面：
（1）干床层、非腐蚀系统；
（2）良好的控制和对过程变化的敏感；
（3）没有化学品的处理问题；
（4）可实现全自动运行；
（5）能把气流中的污染物去除到极低的含量，使其达到排放标准，又能
回收这些污染物，实现废物资源化。
正因为如此，目前吸附操作广泛地应用于有机污染物的回收净化，低浓度
二氧化硫和氮氧化物的净化处理以及其它气态污染物的净化上。
当然，作为污水处理的一种手段，也是很重要的一个方面。
吸附操作也有它的不足之处，首先，由于吸附剂的吸附容量小，因而需耗
用大量的吸附剂，使设备体积庞大。
其次，由于吸附剂是固体，在工业装置上
固相处理较困难，从而使设备结构复杂，给大型生产过程的连续化、自动化带来一定的困难。
多年来对上述存在的问题作了大量的研究工作。
在某些方面已有所突破。
如分子筛的出现及其应用，移动床在工业上成功地连续运转，使设备与操作得到简化，使过程达到了连续吸附与脱附，为装置的大型化、生产的自动化创造了条件，推动了吸附技术的发展。
一、吸附与吸附剂
已经完全证实：在固体表面上的分子力处于不平衡或不饱和状态，由于这
种不饱和的结果，固体会把与其接触的气体或液体溶质吸引到自己的表面上，
从而使其残余力得到平衡。
这种在固体表面进行物质浓缩的现象，称为吸附。
在工业上，采用多孔物质处理流体混合物，使其中所含的一种或几种组分浓集在固体表面，而与其它组分分开的过程称为吸附操作。
在吸附过程中，被吸附到固体表面的物质叫吸附质，吸附质所依附的物质称为吸附剂。
应认真地把吸附与吸收区别开来。
吸收的特点是物质不仅保持在表面，而
且通过表面分散到整个相。
吸附则不同。
物质仅在吸附剂表面上浓缩富集成一层吸附层（或称吸附膜），并不深入到吸附剂内部。
由于吸附是一种固体表面
现象，只有那些具有较大内表面的固体才具有较强的吸附能力。
例如比重为5的氧化铁园粒，半径为5μm，其表面积只有12m2/g，并不具有实用价值的吸附能力。
而一般工业用的吸附剂平均比表面积为600m2/g。
吸附过程是非均相过程，一相为流体混合物，一相为固体吸附剂。
吸附过。