气态污染物控制技术

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1、第五章气态污染物控制技术§2吸附法净化气态污染物1、吸附：由于固体表面上存在着分子引力或化学键力,能吸附分子并使用其浓集在固体表面上的现象叫～。2、吸附剂：具有吸附作用的固体物质，称为～。3、吸附质：被吸附的物质，称为～。4、吸附净化：是使废气与大表面多孔的固体物质相接触，使废气中的有害组分吸附在固体表面上，从而达到净化的目的。一、吸附法基本原理（一）物理吸附和化学吸附根据吸附过程中吸附剂和吸附质之间作用力的不同来划分：1、物理吸附：在吸附过程中，当吸附剂和吸附质之间的作用力是范德华力（或静电引力）时，称为～。特点：（1）吸附剂和吸附质间

2、不发生化学反应。（2）吸附过程进行较快，参与吸附的各相之间迅速达到平衡。（3）物理吸附是种放热过程，其吸附热较小，相当于被吸附气体的升华热，一般为20kJ／mol左右。（4）吸附过程可逆，无选择性2、化学吸附：在吸附过程中，当吸附剂和吸附质之间的作用力是化学键时称为～。特点：（1）吸附剂和吸附质之间发生化学反应，在吸附剂表面生成一种化合物。（2）化学吸附过程一般进行缓慢，需要很长时间才能达到平衡。（3）化学吸附也是放热过程，但吸附热比物理吸附热大得多，相当于化学反应热，一般84～417KJ/mol。（4）具有选择性，常常是不可逆的在实际吸

3、附过程中，物理吸附和化学吸附一般同时发生，低温时主要是物理吸附，高温时主要是化学吸附。（二）吸附过程吸附过程的全过程可分为：外扩散、内扩散、吸附和脱附四个过程。1、外扩散过程：是吸附剂外围空间的气体吸附质分子穿过气膜，扩散到吸附剂表面的过程。2、内扩散过程：吸附质分子进入吸附剂微孔中，并扩散到内表面的过程。3、吸附过程：经过外扩散和内扩散到达吸附剂内表面的吸附质分子被吸附在内表面的过程。4、脱附过程：是部分被吸附的分子离开吸附剂的内表面和外表面，进入气膜层，并反扩散到气相主体中的过程。（三）吸附平衡1、定义：由于吸附过程的一种可逆过程，在

4、吸附质被吸附的同时，部分已被吸附的物质由于分子的热运动而脱离固体表面回到气相中去，当吸附速度与脱附速度相等时，达到了～。2、特点：达到吸附平衡时，吸附过程仍在进行，但被吸附物质的量不再增加，可以说吸附剂失去了吸附能力，必须进行再生。（四）影响气体吸附的因素1、操作条件的影响：主要操作条件：温度、压力、气体流速等。（1）低温有利于物理吸附，适当升温有利于化学吸附。（2）增大气相主体压力（吸附质分压），有利于吸附。（3）气体流速过大，气体分子与吸附剂接触时间短，对吸附不利。气体流速过小，处理气体的量相应变小，又会使设备增大。气体流速一般控制在

5、0.2～0.6m/s。２、吸附剂性质的影响（1）有效表面积：吸附质分子能进入的表面积，是衡量吸附剂吸附能力的一个重要概念。（2）影响表面积因素：吸附剂的孔隙率、孔径、颗粒度等均影响。3、吸附质性质的影响：吸附质分子的临界直径、吸附质的相对分子质量、沸点和饱和性等。4、吸附质浓度的影响：吸附质在气相中的浓度越大，吸附量也就越大。但浓度大，使吸附剂很快饱和，再生频繁，因此吸附法不宜净化污染物浓度高的气体。5、吸附剂的活性：活性是吸附能力的标志，用单位吸附剂所能吸附吸附质的量来描述。（1）静活性：在一定温度下，吸附达到饱和时，单位量吸附剂所能吸

6、附吸附质的量。（2）动活性：是吸附过程还没有达到平衡时单位量吸附剂所吸附吸附质的量。6、接触时间：在吸附过程中，应保证吸附质与吸附剂有一定的接触时间，使吸附接近平衡，充分发挥吸附剂的吸附能力。（五）吸附法的特点1、优点：（1）净化效率高。（2）能回收有用组分。（3）设备简单，流程短，易于实现自动控制。（4）无腐蚀性，不会造成二次污染。2、缺点：吸附容量较小，设备体积较大。（六）吸附法净化气态污染物的种类低浓度的SO2烟气、NOX，H2S、含氟废气、酸雾、含铅及含汞废气、恶臭、沥青烟及碳氢化合物等。二、吸附剂（一）吸附剂的种类和性质1、分为

7、无机和有机吸附剂；天然和合成吸附剂。2、常用的吸附剂（1）活性碳：应用最早，用途较广的一种优良吸附剂。①形成：由各种含碳物质如煤、木材等，在较低温度（<773k）下炭化,再用水蒸气或化学试剂进行活化处理,制成孔穴十分丰富的吸附剂。②特性：是一种具有非极性表面、疏水性和亲有机物的吸附剂。③用途：常用来吸附回收空气中的有机溶剂,净化某些气态污染物,也可以用来脱臭。（2）活性氧化铝①形成:是指氧化铝的水合物加热脱水而形成的多孔物质。②特性:吸附极性分子，无毒,机械强度大，不易膨胀。③用途：用于气体干燥，石油气脱硫，及含氟废气净化等。（3

8、）硅胶①形成：用硅胶钠与酸反应生成硅酸凝胶，然后在115～130℃下烘干、破碎、筛分而制成各种粒度的产品。②特性：具有很好亲水性，吸附量很大。③用途：用于气体的干燥和从废气中回收烃类气体。（4