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

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:

第06章吸附净化法

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

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)

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

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

吸附法净化气态污染物概述

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。

吸附法净化气态污染物

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

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)
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