第06章_吸附法净化气态污染物.ppt

第六章吸附法净化气态污染物引言（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。（4）应用：广泛应用于有机化工、石油化工等部门。环境治理方面：废气治理中脱除水分、有机蒸汽、恶臭、HF、SO2、NOX等。2．吸附的分类1）物理吸附：也称为范德华吸附它是吸附质和吸附剂以分子间作用力为主的吸附。（1）非选择性吸附。吸附力为固体表面的原子或基团与外来分子间的引力本质是范德华力。（2）分子筛效应。多孔固体的微孔孔径是均一的而且与分子尺寸相当。小于微孔孔径的分子可以进入微孔而被吸附比孔径大的分子则被排斥在外这种现象称为分子筛效应。（3）通过微孔的扩散。利用气体在多孔固体中扩散速率的差别可以将混合物分离。（4）微孔中的凝聚。多数情况下毛细管上的可凝气体会在小于其正常蒸气压的压力下在毛细管中凝聚。因此多孔固体周围的可凝缩气体会在与其孔径对应的压力下在微孔中凝聚。2）化学吸附：是吸附质和吸附剂分子间的化学键作用所引起的吸附也称为“活性吸附”。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。2）变压吸附。在较高组分分压的条件下选择性吸附气体混合物中的某些组分然后降低压力或抽真空使吸附剂解吸利用压力的变化完成循环操作。3）变浓度吸附。气体混合物中的某些组分在环境条件下选择性的吸附然后用少量强吸附性气体解吸再生。吸附技术的应用（1）气体或液体的脱水及深度干燥如将乙烯气体中的水分脱到痕量再聚合。（2）气体或溶液的脱臭、脱色及溶剂蒸气的回收如在喷漆工业中常有大量的有机溶剂逸出采用活性炭处理排放的气体既减少环境的污染又可回收有价值的溶剂。（3）气体中痕量物质的吸附分离如纯氮、纯氧的制取。（4）分离某些精馏难以分离的物系如烷烃、烯烃、芳香烃馏分的分离。（5）废气和废水的处理如从高炉废气中回收一氧化碳和二氧化碳从炼厂废水中脱除酚等有害物质。（1）物理吸附的特点（2）化学吸附的特点1.吸附类型：物理吸附和化学吸附物理吸附和化学吸附影响吸附的因素一、吸附机理表面化学性质吸附质的性质吸附剂10X分子筛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。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。粒状活性炭的主要指标（2）硅胶硅胶的分子式通常用SiO2·nH2O表示。由H2SiO3溶液经过缩合、除盐、脱水等处理制得。比表面积达800m2/g。工业用的硅胶有球型、无定形、加工成型和粉末状四种。硅胶是亲水性的极性吸附剂对不饱和烃、甲醇、水分等有明显的选择性。主要用于气体和液体的干燥、溶液的脱水。（3）活性氧化铝活性氧化铝的化学式是Al2O3·nH2O。活性氧化铝表面上具有高官能团密度这些官能团为极性分子的吸附提供了活性中心。因此活性氧化铝是一种极性吸附剂其比表面积约为200～500m2/g对水分有很强的吸附能力可脱水至<1*10-6。用不同的原料在不同的工艺条件下可制得不同结构、不同性能的活性氧化铝。活性氧化铝主要用于气体的干燥和液体的脱水如汽油、煤油、芳烃等化工产品的脱水；空气、氦、氢气、氯气、氯化氢和二氧化硫等气体的干燥。（4）分子筛沸石分子筛也称为沸石是硅铝酸金属盐的晶体它是一种强极性的吸附剂对极性分子特别是对水有很大的亲和能力一般比表面积可达750m2/g具有很强的选择性。常用于石油馏分的分离、各种气体和液体的干燥等场合如从混合二甲苯中分离出对二甲苯从空气中分离氧。（5）吸附树脂吸附树脂是具有网状结构的高分子聚合物常用的有聚苯乙烯树脂和聚丙烯酸树脂。单体的变化和单体上官能团的变化可以赋予树脂各种特殊的性能。吸附树脂有强极性、弱极性、非极性、中极性4大类。吸附剂的性能：吸附剂具有良好的吸附特性主要是因为它有多孔结构和较大的比表面积下面介绍与孔结构和比表面积有关的基础性能。（1）密度