1、第七章 气态污染物控制技术基础(2),气体吸附 吸附剂 吸附机理 吸附工艺与设备计算,第三节 气体吸附,吸附 用多孔固体吸附剂将气体（或液体）混合物中的组分浓集于固体表面 吸附质被吸附物质 吸附剂附着吸附质的物质 优点：效率高、可回收、设备简单 缺点：吸附容量小、设备体积大,吸附机理,物理吸附和化学吸附,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,吸附剂,吸附剂需具备的特性 内表面积大 具有选择性吸附作用 高机械强度、化学和热稳定性 吸附容量大 来源广泛，造价低廉 良好的再生性能,常用吸附剂特性,常用吸附剂特性,分子筛特性,
2、气体吸附的影响因素,操作条件 低温有利于物理吸附；高温利于化学吸附 增大气相压力利于吸附,吸附剂性质 比表面积（孔隙率、孔径、粒度等）,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,气体吸附的影响因素,吸附剂再生,溶剂萃取 活性炭吸附SO2，可用水脱附,置换再生 脱附剂需要再脱附,降压或真空解吸,吸附剂再生,吸附平衡,当吸附速度脱附速度时，吸附平衡，此时吸附量达到极限值 极限吸
3、附量受气体压力和温度的影响 吸附等温线,NH3在活性炭上的吸附等温线,吸附等温线,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,弗罗德里希（Freundlich）方程（I型等温线中压部分）lgm对lgP作图为直线,吸附方程式,朗格缪尔（Langmuir）方程（I型等温线）,吸附方程式,BET方程（I、II、III型等温线，多分子层吸附）,吸附速率,吸附过程,吸附,吸附速率,外扩散速率内扩散速率总吸附速率方程,吸附工艺,固定床,吸附工艺,移动床,吸附工艺,移动床,吸附工艺,流化床,流化床,吸附工艺,固定床吸附计算,固定床吸附计算,固定床吸附计算,固定床
4、吸附计算,保护作用时间,L实际曲线与理论曲线的比较 1理论线 2实际曲线,固定床吸附计算,同样条件下定义动力特性,固定床吸附计算,吸附床长度 假定条件 等温吸附 低浓度污染物的吸附 吸附等温线为第三种类型 吸附区长度为常数 吸附床的长度大于吸附区长度,固定床吸附计算,吸附床长度,L0吸附区长度 WA穿透至耗竭的惰性气体通过量 WE耗竭时的通过量 1-f吸附区内的饱和度,吸附器的压力损失,1）图解计算,移动床计算,操作线吸附速率方程,例：用连续移动床逆流等温吸附过程净化含H2S的空气。吸附剂为分子筛。空气中H2S的浓度为3（重量），气相流速为6500kg/h，假定操作在293K和1atm下进行，
5、H2S的净化率要求为95，试确定：(1) 分子筛的需要量（按最小需要量的1.5倍计）；(2) 需要再生时，分子筛中H2S的含量；(3) 需要的传质单元数。 解：(1) 吸附器进口气相组成：H2S的流量0.036500195kg/h空气的流量65001956305kg/h吸附器出口气相组成：H2S0.05(195)9.75 kg/h空气6305 kg/h,移动床计算,移动床计算,实验得到的平衡关系如右图 假定X20，从图得（X1）最大0.1147所以实际需要的分子筛0.37263052345.5kg/h (2),分子筛吸收H2S的平衡数据,移动床计算,(3)图解积分法计算NOGNOG3.127,图解积分法求传质单元数,
