項(xiàng)目四氣態(tài)污染物凈化基礎(chǔ)任務(wù)二吸附法

項(xiàng)目四氣態(tài)污染物凈化基礎(chǔ)任務(wù)描述介紹吸收、吸附、催化凈化、燃燒、冷凝等氣態(tài)污染物的主要凈化方法。通過該項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠了解氣態(tài)污染物常用凈化方法的原理、工藝與設(shè)備，使學(xué)生初步具備凈化氣態(tài)污染物的能力。任務(wù)二吸附法1、吸附原理（1）概念吸附是用多孔性固體物質(zhì)處理其他混合物時(shí)，氣體中的某一組分或某些組分可被吸引到固體表面并聚集其上的現(xiàn)象。（自然現(xiàn)象）被吸附的氣體組分稱為吸附質(zhì)；多孔固體物質(zhì)稱為吸附劑。項(xiàng)目二吸附法吸附平衡當(dāng)吸附質(zhì)與吸附劑長(zhǎng)時(shí)間接觸后，終將達(dá)到吸附的動(dòng)態(tài)平衡。吸附質(zhì)分子不斷從氣相轉(zhuǎn)移到固相的同時(shí)，有的被吸附的吸附質(zhì)分子也會(huì)從固體表面脫離返回氣相主體，該過程稱為脫附。動(dòng)態(tài)平衡是指單位時(shí)間內(nèi)被固體表面吸附的分子數(shù)與從固體表面逸出的分子數(shù)相等。項(xiàng)目二吸附法2）吸附法的特點(diǎn)：吸附法凈化氣態(tài)污染物的優(yōu)點(diǎn)：凈化效率高；能回收有用組分；設(shè)備簡(jiǎn)單，流程短，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；無腐蝕性，不會(huì)造成二次污染。適用的氣態(tài)污染物有：低濃度的SO2煙氣、NOx、H2S、含氟廢氣、酸霧、含鉛及含汞廢氣、瀝青煙及碳?xì)浠衔锏?。?xiàng)目二吸附法3）吸附類型物理吸附：吸附過程中，吸附劑和吸附質(zhì)之間的作用力是范德華力（或靜電引力）。特點(diǎn)：①吸附劑和吸附質(zhì)之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；②速度極快，參與吸附的各相之間迅速達(dá)到平衡；③一種放熱過程，吸附熱較??；④吸附過程可逆，無選擇性。項(xiàng)目二吸附法化學(xué)吸附——吸附劑和吸附質(zhì)之間的作用力是化學(xué)鍵。特點(diǎn)：①吸附劑和吸附質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并在吸附劑表面生成一種化合物；②化學(xué)吸附過程緩慢，需要長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到平衡；③化學(xué)吸附也是放熱過程，但吸附熱比物理吸附熱大得多；④具有選擇性，多是不可逆的。在實(shí)際吸附過程中，物理吸附和化學(xué)吸附可同時(shí)發(fā)生，低溫時(shí)主要是物理吸附，高溫時(shí)主要是化學(xué)吸附。二、吸附工藝1）間歇式吸附流程單個(gè)吸附器適用于：廢氣排放量較小、污染物濃度較低、間歇式排放廢氣的凈化。2）半連續(xù)式吸附流程用于凈化間歇排放氣或連續(xù)排放氣的凈化。由兩臺(tái)或三臺(tái)吸附器并聯(lián)組成。在用兩臺(tái)吸附器并聯(lián)時(shí)，其中一臺(tái)進(jìn)行吸附，一臺(tái)則進(jìn)行再生，適用于再生周期小于吸附周期的情形。當(dāng)再生周期大于吸附周期時(shí)，則需要三臺(tái)吸附器并聯(lián)使用，其中一臺(tái)進(jìn)行吸附，一臺(tái)進(jìn)行再生，而第三臺(tái)則進(jìn)行冷卻或其他操作，以備使用。二、吸附工藝3）連續(xù)式吸附流程連續(xù)排放廢氣過程。該流程一般由連續(xù)性操作的流化床吸附器和移動(dòng)床吸附器等組成；特點(diǎn)：吸附與吸附劑的再生同時(shí)進(jìn)行。三、吸附劑1）常用吸附劑的類型①活性炭

活性炭比表面積一般可達(dá)600~1000㎡/g，具有優(yōu)異的廣泛的吸附能力。

可用于混合氣體中有機(jī)溶劑蒸汽的回收、氣體脫臭、廢水、廢氣的凈化處理。三、吸附劑②活性氧化鋁極性吸附劑，無毒，對(duì)水的吸附容量很大，常用于高溫度氣體的干燥。用于多種氣態(tài)污染物，如H2S、SO2、含氟廢氣、NOx以及氣態(tài)碳?xì)浠衔锏葟U氣的凈化。活性氧化鋁的機(jī)械強(qiáng)度好，可在移動(dòng)床中使用，并可作催化劑的載體。循環(huán)使用后其性能變化很小，使用壽命較長(zhǎng)。活性氧化鋁顆粒（3）吸附劑2）吸附劑的選擇

大的比表面積和孔隙率；良好的選擇性；易于再生；機(jī)械強(qiáng)度大，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好；原料來源廣泛，價(jià)格低廉。吸附劑應(yīng)用范圍活性炭苯、甲苯、二甲苯、甲醛、乙醇、乙醚、煤油、汽油、光氣、乙酸乙酯、苯乙烯、CS2、CCl4、CHCl3、H2S、Cl2、CO、SO2、NOx活性氧化鋁H2S、SO2、烴類硅膠H2S、SO2、HF、烴類分子篩H2S、SO2、Cl2

、NOx、NH3、Hg、烴類褐煤、泥煤SO3、SO2、NOx、NH3表4.1不同吸附劑的應(yīng)用范圍分子篩干燥劑3）吸附劑的再生吸附劑吸附一定量的污染物后，凈化效果下降，甚至失效，需要進(jìn)行脫附再生。脫附后的污染物質(zhì)回收利用或無害化處理。①加熱脫附（變溫吸附）②減壓脫附（變壓吸附）③置換脫附④吹掃脫附⑤化學(xué)脫附四、吸附設(shè)備對(duì)吸附設(shè)備的一般要求：足夠的過氣斷面和停留時(shí)間；產(chǎn)生良好的氣流分布；預(yù)先除去入口氣體中能污染吸附劑的雜質(zhì)；預(yù)處理，減輕負(fù)荷；能有效地控制和調(diào)節(jié)吸附操作溫度；易于更換吸附劑。1）固定床吸附器1—?dú)怏w進(jìn)口；2—?dú)怏w出口；3—脫附介質(zhì)分布管；4—脫附介質(zhì)出口；5—干燥介質(zhì)進(jìn)口管；6—干燥介質(zhì)出口2）移動(dòng)床吸附器五、影響氣體吸附的因素1、操作條件操作條件是指穩(wěn)定、壓力、氣體流速等。低溫有利于物理吸附，高溫有利于化學(xué)吸附；增大氣相壓力有利于吸附，能耗隨之增加且操作難度也加大。五、影響氣體吸附的因素2、吸附劑性質(zhì)“有效表面積”——吸附質(zhì)分子能進(jìn)入的表面積。被吸附氣體的總量隨吸附劑表面積的增加而增加。吸附劑的孔隙率、孔徑、粒度等均會(huì)影響比表面積的大小。吸附劑具有豐富的微孔，內(nèi)表面積很大。內(nèi)表面積和微孔的大小直接影響吸附性能。吸附劑的主要特性參數(shù)都與多孔結(jié)構(gòu)有關(guān)。①比表面積：?jiǎn)挝恢亓课絼┑目偙砻娣e。②孔徑：大孔（0.1～1微米）、中孔（0.02～0.1微米）、小孔（小于0.002微米）③孔隙率：吸附劑內(nèi)部微孔的容積與吸附劑個(gè)體體積之比，不同于空隙率。Vh——吸附劑內(nèi)部微孔的總?cè)莘e，m3；Vs——吸附劑個(gè)體的體積，m3

。④飽和吸附量（靜活性）一般用單位吸附劑吸附的吸附質(zhì)的量來衡量。靜活性——在一定溫度下，與氣體中被吸附物（吸附質(zhì)）的初始濃度達(dá)平衡時(shí)單位吸附劑上可能吸附的最大吸附量。亦即在一定溫度下，吸附達(dá)飽和時(shí)，單位吸附劑所能吸附吸附質(zhì)的量。

動(dòng)活性——指吸附過程中未達(dá)到平衡時(shí)單位吸附劑吸附吸附質(zhì)的量。3、吸附質(zhì)性質(zhì)臨界直徑——吸附質(zhì)不易滲入的最大直徑代表了吸附