Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,*,大气污染控制工程,第六章,吸附法净化气态污染物,大气污染控制工程,1,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 利用多孔性固体吸,2,第六章 吸附法净化气态污染物,本章学习内容：,吸附及吸附剂,吸附装置及工艺,吸附净化法的应用,第六章 吸附法净化气态污染物本章学习内容：,3,物理吸附与化学吸附,吸附剂的选择原则及工业吸附剂,第一节 吸附及吸附剂,物理吸附与化学吸附第一节 吸附及吸附剂,4,一、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,一、物理吸附与化学吸附物理吸附：作用力为分子间引力,5,项目,物理吸附,化学吸附,吸附剂,一切固体,某些固体,吸附物,低于临界点的一切气体,某些能与之起反应的气体,温度范围,低温,通常是高温,吸附热,低，与凝结热数量级相同,高，与反应热的数量级相当,速率及活化能,非常快，活化能低,非活性吸附活化能低，活性吸附活化能高,覆盖情况,单层或多层吸附,单分子层或单原子层,可逆性,可逆,通常是不可逆,某些应用,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,项目物理吸附化学吸附吸附剂一切固体某些固体吸附物低于临界点的,6,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),控制步骤：扩散阻力,吸附过程示意图,一、物理吸附与化学吸附,吸附过程：吸附过程示意图 一、物理吸附与化学吸附,7,二、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,a,m,表示。,二、吸附平衡当吸附速率脱附速率时，吸附平衡，此时吸附,8,二、吸附平衡,几种常见污染物在活性炭上,的吸附等温线,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。,二、吸附平衡几种常见污染物在活性炭上吸附平衡可用吸附等温,9,三、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,三、吸附剂的选择原则及工业吸附剂1.吸附剂的选择原则,10,2.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500m,2,/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。,三、吸附剂的选择原则及工业吸附剂,2.工业吸附剂三、吸附剂的选择原则及工业吸附剂,11,吸附法净化气态污染物概述课件,12,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,硅胶三、吸附剂的选择原则及工业吸附剂,13,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，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,分子筛三、吸附剂的选择原则及工业吸附剂,14,常见吸附剂的主要特性,吸附剂类别,颗粒活性炭,活性氧化铝,硅胶,沸石分子筛,4A,5A,X,堆积密度（kgm,-3,),350600,7501000,800,800,800,800,热容/(kJkg,-1,K,-1,),0.8361.254,0.8361.045,0.92,0.794,0.794,操作温度上限/K,423,773,673,873,873,873,平均孔径/,1.24.0,1845,22,4,5,13,再生温度/K,373413,473523,393423,473573,473573,473573,比表面积/(m,2,g,-1,),7001500,210360,600,三、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颗粒活性炭活性氧化铝硅胶沸石分,15,第二节 吸附装置及工艺,吸附装置,吸附工艺,吸附剂再生,第二节 吸附装置及工艺吸附装置,16,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。,一、吸附装置,固定床吸附器,（,a)(b)立式吸附器（c)卧式吸附器,固定床吸附器 结构简单、操作简便、操作弹性大、,17,二、吸附工艺,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,有机气态污染物固定床吸附工艺流程,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,二、吸附工艺1、2-净化气 3-蒸汽 4-固定床 5-废,18,三、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。,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、吸附剂再生当吸附床层达到饱和时，就必须对吸附床进行再生，,19,三、吸附剂再生,吸附剂再生方法,特 点,热再生,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。,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。,通气吹扫再生,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。,置换脱附再生,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。,吸附剂再生方法,三、吸附剂再生吸附剂再生方法特 点热再生使,20,第五节 吸附净化法的应用,吸附法净化含氮氧化物废气,吸附法净化含二氧化硫废气,第五节 吸附净化法的应用吸附法净化含氮氧化物废气,21,一、吸附法净化含氮氧化物废气,吸附原理,活性炭不仅能吸附,NO,2,，还能促进,NO,氧化成,NO,2,，特种活性炭还可使,NO,x,还原成,N,2,，,2NO+C=N,2,+CO,2,2NO,2,+2C=N,2,+2CO,2,活性炭定期用碱液再生处理,2NO,2,+2NaOH=NaNO,3,+NaNO,2,+H,2,O,一、吸附法净化含氮氧化物废气 吸附原理,22,2.工艺流程,NO,x,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,2.工艺流程活性炭吸附NOx的工艺流程一、吸附法净化含氮氧化,23,3.影响因素,含氧量：NO,x,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NO,x,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。,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。,24,二、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SO,2,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SO,2,与O,2,反应的催化剂，反应生成SO,3,，SO,3,溶于水生成硫酸,二、吸附法净化含二氧化硫废气1.吸附净化原理利用活性炭对烟气,25,二、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）：,SO,2,SO,2,*,1/2O,2,1/2 O,2,*,H,2,OH,2,O,*,化学吸附：,SO,2,*,1/2O,2,*,SO,3,*,SO,3,*,H,2,O,*,H,2,SO,4,*,H,2,SO,4,*,n,H,2,OH,2,SO,4,n,H,2,O,*,总反应方程：,SO,2,H,2,O1/2O,2,活性炭,H,2,SO,4,二、吸附法净化含二氧化硫废气1.吸附净化原理,26,(2)再生,洗涤再生：,洗涤再生首先用水洗出活性炭微孔中的硫酸，得到稀硫酸，再将经过洗涤后的活性炭进行干燥，得以再生。,加热再生：,加热再生是对吸附有SO,2,的活性炭加热，使炭与硫酸发生反应，使H,2,SO,4,还原为SO,2,。,二、吸附法净化含二氧化硫废气,(2)再生二、吸附法净化含二氧化硫废气,27,2.活性炭法烟气脱硫工艺流程,活性炭吸附烟气中二氧化硫工艺的吸附装置主要有两种形式：固定床与移动床。其再生方法也有两种，即水洗再生法与加热再生法。,二、吸附法净化含二氧化硫废气,2.活性炭法烟气脱硫工艺流程 活性炭吸附烟气中二氧化,28,德国的Lurgi法脱硫工艺流程,1文丘里洗涤器 2除沫器 3液体供应槽 4燃料油 5燃烧器,6尾气（去硫酸生产车间）7吸附器 8尾气 9冷却器 10过滤器,11水 12H,2,SO,4,(70%)13H,2,SO,4,(10%,15%)14H,2,SO,4,(25%,30%),固定床吸附水洗再生,由吸附器中出来的水洗液中含10%,15%的硫酸，被送至硫酸浓缩装置中提浓，最后得到70%的硫酸。,二、吸附法净化含二氧化硫废气,德国的Lurgi法脱硫工艺流程固定床吸附水洗再生二、吸附法净,29,（,3,）提供较稳定的水源，缓解夏秋季农业用水的不足；（,2,分）改善了河流通航条件，利 于农产品运输；（,2,分）或（库区适宜发展水产业；（,2,分）调节径流，防御旱涝灾害。（,2,分）,37.,（,20,分）（,1,）自然植被：岛东为热带雨林；岛西为热带草原。（,4,分）原因：岛东处东南信风迎风地带，受纵贯南北的山地抬升，加之沿岸暖流流经，增温增湿，因而终年降水多，形成热带雨林气候，发育热带雨林；（,4,分）岛西处于背风地带，降水少，为热带草原气候，发育热带草原。（,2,分）（,2,）该岛长期与大陆隔离，地域相对孤立，形成独立的生物进化环境；岛屿面积大，多山地，自然条件空间差异较大（每点,2,分，共,4,分）。（,3,）建