吸附法净化气态污染物概述(PPT 29张)
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第11章 吸附法净化气态污染物 大气污染控制工程课件
11. 吸附法
物理吸附与化学吸附有很多不同点，前者吸附剂与 吸附质之间不发生化学反应，物质性质不发生变化， 吸附进行速度较快，很快能达到吸附平衡，吸附反 应是放热反应，吸附热较小，相当于物质的液化热 或汽化热，吸附没有选择性，吸附质往往是多层的， 具有可逆性；
后者吸附进行缓慢，达到平衡需要时间长，吸附时 发生化学反应，并在吸附剂表面生成新物质，吸附 为放热过程，放热量较大，相当于化学反应热，吸 附有选择性，常常是不可逆的，一般为单层吸附。
（3）操作条件
影响吸附的操作条件主要有温度、压力、气 流速度等。
对于物理吸附，控制较低温度有利。对于化 学吸附，提高温度对吸附有利，
从理论上讲，增加压力对吸附有利，但提高 压力会增加能耗，实际上一般不采用。
气流速度大小受吸附时间的控制，为保证吸 附完全，应保证一定的接触时间，因此气流 速度不宜过大，实践表明，固定床吸附操作 合理的气流速度控制在0.2~0.6m/s。
图4-6 移动床吸附器示意图 1-冷却器；2-吸附器；3-分配板；4-提升管；5-再生器 ；6-吸附剂控制机械；7-固粒料面控制器;8-封闭装置；
9-出料阀门
3.流化床吸附器
它是由带有溢流装置的 多层吸附器和移动式脱 附器组成。废气从吸附 器的下部引入，气体通 过筛板向上移动，将吸 附剂吹起，在吸附段完 成吸附操作，吸附后的 气体进入扩大段，降低 气流速度，减少吸附剂 的携带。完成吸附从底 部另一侧排出的吸附剂 直接用蒸气进行脱附和 干燥，然后从顶部送回 吸附段继续使用。
3.连续式流程
连续化流程是由连续性运行的流化床或移动 床吸附器构成，其特点是吸附和脱附再生同 时进行，利于自动化操作。
4.吸附操作应注意的事项
根据影响吸附操作的影响因素，在进行吸附操作时，主要注意 以下问题：
物理吸附与化学吸附有很多不同点，前者吸附剂与 吸附质之间不发生化学反应，物质性质不发生变化， 吸附进行速度较快，很快能达到吸附平衡，吸附反 应是放热反应，吸附热较小，相当于物质的液化热 或汽化热，吸附没有选择性，吸附质往往是多层的， 具有可逆性；
后者吸附进行缓慢，达到平衡需要时间长，吸附时 发生化学反应，并在吸附剂表面生成新物质，吸附 为放热过程，放热量较大，相当于化学反应热，吸 附有选择性，常常是不可逆的，一般为单层吸附。
（3）操作条件
影响吸附的操作条件主要有温度、压力、气 流速度等。
对于物理吸附，控制较低温度有利。对于化 学吸附，提高温度对吸附有利，
从理论上讲，增加压力对吸附有利，但提高 压力会增加能耗，实际上一般不采用。
气流速度大小受吸附时间的控制，为保证吸 附完全，应保证一定的接触时间，因此气流 速度不宜过大，实践表明，固定床吸附操作 合理的气流速度控制在0.2~0.6m/s。
图4-6 移动床吸附器示意图 1-冷却器；2-吸附器；3-分配板；4-提升管；5-再生器 ；6-吸附剂控制机械；7-固粒料面控制器;8-封闭装置；
9-出料阀门
3.流化床吸附器
它是由带有溢流装置的 多层吸附器和移动式脱 附器组成。废气从吸附 器的下部引入，气体通 过筛板向上移动，将吸 附剂吹起，在吸附段完 成吸附操作，吸附后的 气体进入扩大段，降低 气流速度，减少吸附剂 的携带。完成吸附从底 部另一侧排出的吸附剂 直接用蒸气进行脱附和 干燥，然后从顶部送回 吸附段继续使用。
3.连续式流程
连续化流程是由连续性运行的流化床或移动 床吸附器构成，其特点是吸附和脱附再生同 时进行，利于自动化操作。
4.吸附操作应注意的事项
根据影响吸附操作的影响因素，在进行吸附操作时，主要注意 以下问题：
第06章吸附净化法
第二节 吸附机理
吸附设备的吸附分离效果取决于两方面因素：
（1）吸附平衡（吸附的多少）； （2）吸附速率（吸附的快慢）。
一、吸附平衡
吸附质与吸附剂长期接触后，气相中吸附质的浓度与吸 附剂（固相）中吸附质的浓度终将达到动态平衡。
解吸速度
吸附速度
当吸附速率=解吸速率，流体中吸附质 浓度不再改变（吸附量达到极限值） 时 ——吸附平衡
• 具有选择性，为单分子层吸附；
• 吸附热大，除特殊情况外，自发的吸附过程为放热
过程；
• 吸附速率随温度升高而增加；
• 化学键作用力大时，吸附不可逆。
•
•
•
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 有时两种吸附也可能同时发生。
二、吸附剂的选择原则及工业吸附剂
1、两个概念
（1）平衡吸附量（静态吸附量或静活性）：一定温度下， 吸附剂所吸附的吸附质与气相中吸附质的初始浓度成 平衡时的最大吸附量，一般用单位质量吸附剂在吸附 平衡时所能吸附的吸附质质量来表示，反映了固体吸 附剂对气体吸附量的极限，以αm表示。 （2）动活性：气体通过吸附层时，随着床层吸附剂的逐 渐接近饱和，吸附质最终不能被全部吸附，当流出气 体中可能出现吸附质时，即认为吸附剂已失效，此时 单位吸附剂所吸收吸附质的量称为动活性。 显然：动活性＜静活性
（一）吸附剂的选择原则
1、吸附能力强，吸附容量（指在一定的温度、吸附质浓 度下，单位质量或单位体积吸附剂所能吸附的吸附质 的最大量）大； 2、具有大的比表面积和孔隙率； 3、具有有良好的选择性 4、机械强度、化学稳定性、热稳定性良好，使用寿命长 5、颗粒均匀；
6、再生能力好；
7、价格低廉，来源广泛。
吸收法净化气体污染物课件
02
吸收剂的种类与选择
吸收剂的种类
01
02
03
物理吸收剂
利用吸收剂与气体污染物 之间的物理作用进行吸收 ，如水、乙醇、石油等。
化学吸收剂
通过吸收剂与气体污染物 之间的化学反应进行吸收 ，如氢氧化钠、硫酸等。
物理-化学吸收剂
同时具备物理和化学吸收 作用的吸收剂，如酸性或 碱性盐溶液。
吸收剂的选择原则
02
吸收法通常用于处理工业废气、 汽车尾气等气体污染物，是环境 保护领域中常用的技术手段之一 。
吸收法的原理
当气体通过吸收剂时，有害物质与吸 收剂发生化学或物理反应，被吸收剂 吸收，从而实现气体净化。
吸收过程通常在常温常压下进行，操 作简单、能耗低，且可以回收利用有 害物质，具有较高的环保效益。
吸收法的应用场景
案例二：工业炉窑的烟气除尘
总结词
工业炉窑烟气除尘是吸收法净化气体污染物的又一应 用，通过吸收剂与烟气中的颗粒物反应，使其沉降下 来，达到除尘效果。
详细描述
工业炉窑在生产过程中会产生大量的烟气，其中含有颗 粒物等污染物，这些颗粒物不仅会污染环境，还会对人 类健康造成危害。因此，需要对工业炉窑的烟气进行除 尘处理。吸收法是烟气除尘的重要技术之一，通过将吸 收剂（如石灰石、熟石灰等）与烟气中的颗粒物反应， 使其沉降下来，从而达到除尘效果。该方法具有处理效 果好、技术成熟、运行稳定等优点，是目前工业炉窑烟 气除尘的主要技术之一。
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吸收法净化气体污染物课 件
目录
• 吸收法概述 • 吸收剂的种类与选择 • 吸收设备与工艺流程 • 吸收法净化气体污染物的效果与影响因素 • 吸收法净化气体污染物的案例分析 • 吸收法净化气体污染物的未来发展与挑战
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。
一、吸附法净化含氮氧化物废气
2.工艺流程 NOx尾气进入固定床 吸附装置被吸附，净化 后气体经风机排至大气， 活性炭定期用碱液再生。
活性炭吸附NOx的工艺流程
1－酸洗槽 2－固定吸附床 3－再生器 4－风机
一、吸附法净化含氮氧化物废气
3.影响因素 含氧量：NOx尾气中含氧量越大，则净化效 率越高。 水分：水分有利于活性炭对NOx的吸附，当 湿度大于50%时，影响更为显著。 吸附温度：吸附是放热过程，低温有利于吸 附。 接触时间和空塔速率：接触时间长，吸附效 率高；空塔速率大，吸附效率低。
二、吸附法净化含二氧化硫废气
1.吸附净化原理 利用活性炭对烟气中SO2进行吸附，既有物理 吸附，也有化学吸附；
在烟气中存在氧和蒸汽时，化学吸附尤为明显
因为活性炭是SO2与O2反应的催化剂，反应生
成SO3，SO3溶于水生成硫酸
二、吸附法净化含二氧化硫废气
1.吸附净化原理 (1)吸附 物理吸附（以*表示吸附态分子）： SO2 SO2* 1/2O2 1/2 O2* H2O 化学吸附： SO2* ＋1/2O2* SO3* SO3*＋H2O* H2SO4* H2SO4*＋nH2O H2SO4·nH2O* 总反应方程： SO2＋H2O＋1/2O2 活性炭 H2SO4
吸附法净化气态污染物ppt
定的温度、吸附质浓度下，单位质量或单位 体积吸 附剂所能吸附的最大量）；
（2）具有大的比表面积和孔隙率； （3）具有有良好的选择 性 （4）机械强度、化学稳定性、热稳定性良好，使用
寿命长
（5）颗粒均匀； （6）再生容易； （7）价格低廉易得。
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！
豫章故郡，洪都新府。星分翼轸，地 接衡庐 。襟三 江而带 五湖， 控蛮荆 而引瓯 越。物 华天宝 ，龙光 射牛斗 之墟； 人杰地 灵，徐 孺下陈 蕃之榻 。雄州 雾列， 俊采星 驰。台 隍枕夷 夏之交 ，宾主 尽东南 之美。 都督阎 公之雅 望，棨 戟遥 临；宇文新州之懿范，襜帷暂驻。十 旬休假 ，胜友 如云； 千里逢 迎，高 朋满座 。腾蛟 起凤， 孟学士 之词宗 ；紫电 青霜， 王将军 之武库 。家君 作宰， 路出名 区；童 子何知 ，躬逢 胜饯。
遥襟甫畅，逸兴遄飞。爽籁发而清风 生，纤 歌凝而 白云遏 。睢园 绿竹， 气凌彭 泽之樽 ；邺水 朱华， 光照临 川之笔 。四美 具，二 难并。 穷睇眄 于中天 ，极娱 游于暇 日。天 高地迥 ，觉宇 宙之无 穷；兴 尽悲来 ，识盈 虚之有 数。望 长安 于日下，目吴会于云间。地势极而南 溟深， 天柱高 而北辰 远。关 山难越 ，谁悲 失路之 人？萍 水相逢 ，尽是 他乡之 客。怀 帝阍而 不见， 奉宣室 以何年 ？
（2）吸附等温式：用公式来表示吸附等温线 时即得到吸附等温式。吸附等温式有以下 几种：朗格缪尔（Langmuir）式、弗伦得利 希（Frndlich）式、捷姆全 TemkuH）式、 BET方程等。其中最常用的是朗格缪尔 （Langmuir）等温式。
10、2吸附平衡与吸附速率
• 3、朗格缪尔吸附等温式 （1）存在的条件： ①吸附是单分子层的； ②固体表面是均匀的，固体表面上各晶格位置
（2）具有大的比表面积和孔隙率； （3）具有有良好的选择 性 （4）机械强度、化学稳定性、热稳定性良好，使用
寿命长
（5）颗粒均匀； （6）再生容易； （7）价格低廉易得。
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！
豫章故郡，洪都新府。星分翼轸，地 接衡庐 。襟三 江而带 五湖， 控蛮荆 而引瓯 越。物 华天宝 ，龙光 射牛斗 之墟； 人杰地 灵，徐 孺下陈 蕃之榻 。雄州 雾列， 俊采星 驰。台 隍枕夷 夏之交 ，宾主 尽东南 之美。 都督阎 公之雅 望，棨 戟遥 临；宇文新州之懿范，襜帷暂驻。十 旬休假 ，胜友 如云； 千里逢 迎，高 朋满座 。腾蛟 起凤， 孟学士 之词宗 ；紫电 青霜， 王将军 之武库 。家君 作宰， 路出名 区；童 子何知 ，躬逢 胜饯。
遥襟甫畅，逸兴遄飞。爽籁发而清风 生，纤 歌凝而 白云遏 。睢园 绿竹， 气凌彭 泽之樽 ；邺水 朱华， 光照临 川之笔 。四美 具，二 难并。 穷睇眄 于中天 ，极娱 游于暇 日。天 高地迥 ，觉宇 宙之无 穷；兴 尽悲来 ，识盈 虚之有 数。望 长安 于日下，目吴会于云间。地势极而南 溟深， 天柱高 而北辰 远。关 山难越 ，谁悲 失路之 人？萍 水相逢 ，尽是 他乡之 客。怀 帝阍而 不见， 奉宣室 以何年 ？
（2）吸附等温式：用公式来表示吸附等温线 时即得到吸附等温式。吸附等温式有以下 几种：朗格缪尔（Langmuir）式、弗伦得利 希（Frndlich）式、捷姆全 TemkuH）式、 BET方程等。其中最常用的是朗格缪尔 （Langmuir）等温式。
10、2吸附平衡与吸附速率
• 3、朗格缪尔吸附等温式 （1）存在的条件： ①吸附是单分子层的； ②固体表面是均匀的，固体表面上各晶格位置
吸附法净化气态污染物概述
化学稳定性好，抗酸耐碱，热稳性高，再生容易。 用于回收气体中的有机气体，脱除废水中的有机物， 脱除水溶液中的色素。
活性炭也可加工成炭分子筛，孔径范围0.2-1nm， 能起到分子筛的作用又有活性炭的基本性质，对同 系物或有机异构体有良好的选择性。
3．吸附质、吸附剂： 在固体表面积蓄的组分称为吸附质
(adsorbate)， 多孔固体称为吸附剂(adsorbent)，其
主要特征为具有多孔结构和很大的比 表面积。
吸附技术：
目前已经开发出以下三类吸附过程流程：
1）变温吸附。吸附通常在环境温度进行，而解吸在 直接或间接加热吸附剂的条件下完成，利用温度的 变化实现吸附和解吸再生循环操作。
氧化铝 10X分子筛
树脂
活性炭
活性炭纤维
2）分类
吸附剂可分为两大类：天然（如硅藻土、白土、天 然沸石等）；人工（主要有活性炭、活性氧化铝、 硅胶、合成沸石分子筛、有机树脂吸附剂等）。
（1）活性炭
活性炭是最常用的非极性吸附剂。为疏水性和亲有 机物的吸附剂，具有很高的比表面积，活性炭的主 体是炭，表面上的官能团较少，极性较弱，对烃类 及衍生物的吸附能力强。
1.吸附力－化学键力； 2.发生化学反应； 3.过程慢； 4.升高温度有助于提高速率； 5.吸附不可逆；
物理吸附和化学吸附
• 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
影响吸附的因素
（1）吸附剂性质的影响 1）比表面积
单位重量吸附剂的表面积称为比表面积。吸附剂 的粒径越小，或是微孔越发达，其比表面积越大。吸 附剂的比表面积越大，则吸附能力越强。 2）孔结构 吸附剂内孔的大小和分布对吸附性能影响很大。 孔径太大，比表面积小，吸附能力差。 孔径太小，则不利于吸附质扩散，并对直径较大的分 子起屏蔽作用。
活性炭也可加工成炭分子筛，孔径范围0.2-1nm， 能起到分子筛的作用又有活性炭的基本性质，对同 系物或有机异构体有良好的选择性。
3．吸附质、吸附剂： 在固体表面积蓄的组分称为吸附质
(adsorbate)， 多孔固体称为吸附剂(adsorbent)，其
主要特征为具有多孔结构和很大的比 表面积。
吸附技术：
目前已经开发出以下三类吸附过程流程：
1）变温吸附。吸附通常在环境温度进行，而解吸在 直接或间接加热吸附剂的条件下完成，利用温度的 变化实现吸附和解吸再生循环操作。
氧化铝 10X分子筛
树脂
活性炭
活性炭纤维
2）分类
吸附剂可分为两大类：天然（如硅藻土、白土、天 然沸石等）；人工（主要有活性炭、活性氧化铝、 硅胶、合成沸石分子筛、有机树脂吸附剂等）。
（1）活性炭
活性炭是最常用的非极性吸附剂。为疏水性和亲有 机物的吸附剂，具有很高的比表面积，活性炭的主 体是炭，表面上的官能团较少，极性较弱，对烃类 及衍生物的吸附能力强。
1.吸附力－化学键力； 2.发生化学反应； 3.过程慢； 4.升高温度有助于提高速率； 5.吸附不可逆；
物理吸附和化学吸附
• 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
影响吸附的因素
（1）吸附剂性质的影响 1）比表面积
单位重量吸附剂的表面积称为比表面积。吸附剂 的粒径越小，或是微孔越发达，其比表面积越大。吸 附剂的比表面积越大，则吸附能力越强。 2）孔结构 吸附剂内孔的大小和分布对吸附性能影响很大。 孔径太大，比表面积小，吸附能力差。 孔径太小，则不利于吸附质扩散，并对直径较大的分 子起屏蔽作用。
吸附法净化气态污染物
其中：M2(Ⅰ) ——一价金属； M2(Ⅱ) ——二价金属；
n——硅铝比； m——结晶水摩尔数。 特点:孔径均一、吸附容量大、吸附选择性强。
可净化：SO2 、NOX 等。
（5） 白土
分为：漂白土和酸性白土。
主要成分：硅铝酸盐。 用途：油类脱色、除臭。
三. 影响气体吸附的因素
1. 操作条件
（1） 温度 物理吸附，T￬有利； 化学吸附，T￪有利。 （2） 压力 P ￪，则PA￪，有利； P ￪ ，能耗￪； 一般常压操作
式中：dMA —— dt时间内吸附质从气相扩散至固体表面的 质量，kg/m3剂 ;
吸附速率 吸附层数
快 单分子层，多分子层
慢 单分子层或单原子层
二. 吸附剂 1. 对工业吸附剂的要求 ① 内表面积大; ② 具有较好的选择性;
③ 吸附容量大;
吸附容量 : 在一定温度和一定的吸附质浓度下 , 单位质量 或单位体积吸附剂所能吸附的最大吸附质质量. ④ 足够的机械强度、化学和热稳定性; ⑤ 来源广泛,造价低廉等.
固定温度T，则 XT ＝f（p）
2. 吸附等温线
→
等温吸附方程
描述一定温度下，被吸附剂吸附的物质的最大量（平衡吸
附量）与气相中吸附质平衡分压之间关系的曲线。
P279-280:图7-15、7-16。
NH3在活性炭上的吸附等温线
上图中：相对压力为：p/pv；p——气相中吸附质分压； pv ——一定温度下，吸附质的饱和蒸气压。
式中： V —— 吸附达平衡的气体吸附量,ml ； Vm —— 固体表面盖满单分子层所吸附的气体体积，ml； P —— 被吸附组分在气相中的平衡分压， Pa ； P0 —— 在吸附温度下该气体的饱和蒸汽压， Pa ； C —— 与吸附热有关的常数。
第十一章吸附法净化气态污染物
吸附方程式
BET方程（I、II、III型等温线，多分子层吸附）
V
VmC P
( P0 P )[1 (C 1 ) P / P0 ]
P
1 (C 1)P
V (P0 P ) V mC V mC P0
V－ 被 吸 附 气 体 在 标 态 下 的 体 积 P－ 吸 附 质 在 气 相 中 的 平 衡 分 压 P 0－ 吸 附 温 度 下 吸 附 质 的 饱 和 蒸 汽 压 Vm－ 吸 附 剂 被 覆 盖 满 一 层 时 吸 附 气 体 在 标 态 下 的 体 积 C－ 与 吸 附 热 有 关 的 常 数
气体吸附的影响因素
典型吸附质分子的横截面积
气体吸附的影响因素
吸附质性质、浓度
➢ 临界直径－吸附质不易渗入的最大直径 ➢ 吸附质的分子量、沸点、饱和性
吸附剂活性
➢ 单位吸附剂吸附的吸附质的量 ➢ 静活性－吸附达到饱和时的吸附量 ➢ 动活性－未达到平衡时的吸附量
常见分子的临界直径
分子
氦 氢 乙炔 氧 一氧化碳 二氧化碳 氮 水 氨 氩 甲烷 乙烯 环氧乙烷 乙烷 甲醇 乙醇 环丙烷 丙烷 正丁烷-正二十二烷
物理吸附和化学吸附
• 吸附热：化学吸附的吸附热与化学反应热相近，而物理吸附的吸附 热与气体的液化热相近。吸附热是区别物理吸附和化学吸附的重要 标志之一。
• 选择性：化学吸附具有较高的选择性。例如，钨和镍可以化学吸附 氢，而氢则不能被铝或铜所化学吸附。物理吸附则没有多大选择性， 其吸附量的多少取决于气体的物理性能及吸附剂的特性。
➢ lgm对lgP作图为直线
m－单位吸附剂的吸附量 P－吸附质在气相中的平衡分压 K,n－经验常数, 实验确定
吸附方程式
朗格缪尔（Langmuir）方程（I型等温线）
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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
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。
第五节 吸附净化法的应用
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
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。
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
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：
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。
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
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，
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。
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。
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)