环境工程原理课件图文解析七

第五章吸附

学习目标了解吸附的特点，吸附剂的基本特征，各种类型的吸附剂及吸附在环境保护中的应用。理解吸附过程的基本原理，吸附速率方程式。掌握常用的吸附剂解吸再生方法，各种吸附分离工艺的原理、特点及流程。第一节概述

吸附是利用某些多孔性固体具有能够从流体混合物中选择性地凝聚一定组分在其表面上的能力。一、吸附与解吸1.吸附现象当流体与某些多孔性固体接触时，固体的表面对流体分子会产生吸附作用。

多孔性固体物质称为吸附剂;被吸附的物质称为吸附质。｛物理吸附｛

化学吸附吸附单分子层吸附多分子层吸附

(1)物理吸附是指由于吸附剂与吸附质之间的分子间力的作用所产生的吸附。作用力---范德华力物理吸附的特征:①吸附质和吸附剂间不发生化学反应，低温就能进行。②吸附一般没有选择性，只与分子间作用力的大小有关。③吸附为放热反应，因此低温有利于吸附。④吸附剂与吸附质间的吸附力不强。⑤吸附速率快，几乎不要活化能。(2)化学吸附是一种发生在固体颗粒表面的化学反应。作用力---化学键力化学吸附的特征：①吸附有很强的选择性。②吸附速率较慢，需要一定的活化能。③宜在较高温度下进行。温度对吸附过程的影响2.解吸与吸附剂的再生当系统温度升高或流体中吸附质浓度（或分压）降低时，被吸附物质将从固体表面逸出，这就是解吸。当吸附剂达到饱和后需要再生。再生方法有:⑴加热解吸再生⑵降压或真空解吸再生⑶溶剂萃取再生⑷置换再生⑸化学氧化再生二、吸附剂的基本特征(1)大的比表面积(2)具有良好的选择性(3)吸附容量大(4)具有良好的机械强度和均匀的颗粒尺寸(5)有良好的热稳定性及化学稳定性(6)有良好的再生性能三、常用的吸附剂活性炭分子筛、活性氧化铝硅胶活性炭内部微孔分布

四、影响吸附的因素(1)操作条件(2)吸附剂的性质(3)吸附质的性质与浓度(4)吸附剂的活性(5)接触时间(6)吸附器的性能第二节吸附平衡与吸附速率

一、吸附平衡在一定条件下，当流体与吸附剂接触时，流体中吸附质将被吸附剂吸附。随着吸附过程的进行，吸附质在吸附剂表面上的数量逐渐增加，也出现了吸附质的解吸，且随时间的推移，解吸速率逐渐加快，当吸附速率和解吸速率相等时，吸附和解吸达到了动态平衡，称为吸附平衡。

吸附平衡关系通常用吸附等温线或吸附等温式表示1.气体的吸附平衡1．吸附等温线

吸附等温线的分类2．吸附等温方程式

①弗兰德里希（Freundlich）方程②朗格缪尔（Langmuir）方程③BET方程2.液体的吸附平衡3.吸附平衡在吸附操作中的应用(1)判断传质过程进行的方向(2)指明传质过程进行的极限(3)计算过程的推动力二、吸附速率吸附的过程分为三步：①外扩散过程；②内扩散过;③吸附质被吸附剂吸附。吸附质在吸附剂上的扩散示意图吸附过程复杂，影响因素多，吸附速率方程一般是凭经验或根据模拟试验来确定1.外扩散速率方程2.内扩散速率方程3.总吸附速率方程｛第三节吸附分离工艺简介

工业吸附过程两步骤:①吸附操作②再生操作一、固定床吸附固定床吸附是在固定床吸附器上进行分离的操作工艺1.工作原理(1)透过曲线吸附透过曲线(2)吸附等温线对透过曲线的影响①优惠吸附等温线

②线性吸附等温线③非优惠吸附等温线吸附等温线对浓度波的影响2.固定床吸附流程(1)双器流程

双器流程(2)串联流程

串联流程(3)并联流程

并联流程二、模拟移动床吸附移动床吸附原理图模拟移动床分离操作示意图

三、变压吸附

1.工作原理↑P↓T有利吸附↓P↑T有利解吸

吸附量与组分分压关系曲线2.变压吸督附的工阻业流程(1端)二塔流塞程双塔雁变压蒙吸附批流程改进双塔变压吸附流程(2)四塔退流程四塔变压吸附择流程是度工业上勒常用的株流程①吸附钳阶段②均压阶鲜段③并流降泡压阶段④逆流团降压宰阶段⑤清洗聋阶段⑥一段袍升压渐阶段⑦二段躺升压阿阶段流化床笼吸附器四、其他吸附还分离挎方法连续堤流化若床吸臭附工扫艺流谁程图蜂窝进转轮脾吸附赌流程(3)回转途床吸共附回转幅床吸裁附器1-过滤五器；2-冷却逮器；3-风机；4-电动机宜；5-吸附句转筒便；6-外壳独；7-转筒电膛机；8-减速传心动装置老；9-水蒸私汽入陪口管洲；10-脱附器资出口管听；11库-冷凝冷作却器；12-分离器(4)参数洞泵参数粉泵工胖作原旋理示兽意图5．搅悠拌槽委接触伞吸附搅拌饼槽接堂触吸曲附操肉作第四节吸附分姨离在环饼保工业促中的应桌用一、用竞于气态企污染物赛的控制(1)烟气岂中的SO2的净化移动床吸附SO2工艺流程(2)硝酸皱尾气庸的净剪化丝光冲沸石洒吸附NOx工艺流窃程1-风机；2-冷却塔征；3-除雾犹器；4-吸附凝器；5-分离器个；6-加热器洞；7-泵；8-冷凝动冷却竟塔(3讯)含氟凤废气皆的净骂化输送些床净科化含探氟废储气工靠艺流虏程1-电解祖槽；2-集气罩烈；3-排气软管；4-反应管剧；5-料仓宜；6-给料器红；7-加料予管；8-袋滤尼器；9-风机；10-烟囱(4琴)清除次和回恳收挥理发性宅有机纳化合钞物挥发性醉有机物滥对环境感的影响灿：①大多数有毒、他有恶臭猪，一部扰分有致国癌性；②在阳忧光照射乖下,生成光制化学烟属雾；③卤毙代烃偷类可绝破坏喘臭氧帖层。(5)含汞虫及含荣汞化退合物序蒸气纸的净距化(6蒸)恶臭及弄其他有擦毒有害态物质脱铅除(7)核废气牌和其他车放射性男废气处锅理二、短用于污水处理新型吸扑附树脂唐的不断发涌现和警吸附技载术的迅述速发展滋，成为处理奋有机午污水档的有雹