《气态污染物控制技术208.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气态污染物控制技术208.pptx（42页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、吸附机理第1页/共42页物理吸附和化学吸附物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附1.吸附力范德华力；吸附力范德华力；2.不发生化学反应；不发生化学反应；3.过程快，瞬间达到平衡；过程快，瞬间达到平衡；4.放热反应；放热反应；5.吸附可逆；吸附可逆；1.吸附力化学键力；吸附力化学键力；2.发生化学反应；发生化学反应；3.过程慢；过程慢；4.升高温度有助于提高速率；升高温度有助于提高速率；5.吸附不可逆；吸附不可逆；第2页/共42页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，发生化学吸附第3页/共42页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
2、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第4页/共42页常用吸附剂特性吸附剂类型活性炭活性氧化铝硅胶沸石分子筛4A5A13x堆 积 密 度 /kgm-32006007501000800800800800热容/kJ(kgK)-10.8361.2540.8361.0450.920.7940.794操作温度上限/K423773673873873873平均孔径/15251848224513再生温度/K373413473523393423473573473573473573比表面积/g-16001600210360600第5页/共42页常用吸附剂特性分子筛特性第6页/共42
3、页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l吸附剂性质比表面积（孔隙率、孔径、粒度等）第7页/共42页气体吸附的影响因素典型吸附质分子的横截面积第8页/共42页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第9页/共42页常见分子的临界直径分子临界直径/分子临界直径/氦氢乙炔氧一氧化碳二氧化碳氮水氨氩甲烷乙烯环氧乙烷乙烷甲醇乙醇环丙烷丙烷正丁烷-正二十二烷2.02.42.42.82.82.83.03.153.83.8
4、44.04.254.24.24.44.44.754.894.9丙烯1-丁烯2-反丁烯1,3-丁二烯二 氟-氯 甲 烷(CFC-22)噻吩异丁烷-异二十二烷二氟二氯甲烷(CFC-12)环己烷甲苯对二甲苯苯四氯化碳氯仿新戊烷间二甲苯邻二甲苯三乙胺5.05.15.15.25.35.35.585.936.16.76.76.86.96.96.97.17.48.4第10页/共42页气体吸附的影响因素吸附剂再生溶剂萃取l活性炭吸附SO2，可用水脱附置换再生l脱附剂需要再脱附降压或真空解吸l吸附作用，再生温度加热再生第11页/共42页吸附剂再生(a)吸附(b)蒸汽解吸第12页/共42页吸附平衡当吸附速度脱附速
5、度时，吸附平衡，此时吸附量达到极限值极限吸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第13页/共42页吸附等温线平衡分压/饱和蒸汽压微孔吸附剂大孔或非孔吸附剂B孔分布同II型吸附质与吸附剂之间的作用力很弱中间孔吸附剂有滞后回线均匀基质上惰性气体分子分阶段多层吸附第14页/共42页吸附方程式朗格缪尔（Langmuir）方程（I型等温线）A-饱和吸附量P/V对P作图，截距1/BVm，斜率1/VmArrhenius关系式 第15页/共42页XT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
6、分）lgXT对lgP作图为直线第16页/共42页吸附方程式BET方程（I、II、III型等温线，多分子层吸附）计算比表面积的重要公式第17页/共42页吸附速率吸附过程吸附外扩散（气流主体外表面）内扩散（外表面内表面）第18页/共42页吸附速率外扩散速率内扩散速率总吸附速率方程XAiYAi第19页/共42页吸附工艺固定床第20页/共42页吸附工艺移动床吸附剂第21页/共42页吸附工艺固定床第22页/共42页吸附工艺流化床第23页/共42页流化床吸附工艺第24页/共42页固定床吸附计算第25页/共42页固定床吸附计算第26页/共42页固定床吸附计算第27页/共42页固定床吸附计算第28页/共42页
7、固定床吸附计算保护作用时间-穿透时间L实际曲线与理论曲线的比较1理论线 2实际曲线因为吸附速率不是无限大，因而存在着一个吸收区而不是面，在穿透时，吸收区内的动活性小于静活性aa，实际穿透时间小于理想穿透时间。第29页/共42页固定床吸附计算保护作用时间穿透时间L实际曲线与理论曲线的比较1理论线 2实际曲线h为未被利用的部分长度。1/K为浓度曲线的移动速度。第30页/共42页固定床吸附计算同样条件下定义动力特性第31页/共42页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L大于吸附区长度L0第32页/共42页固定床吸附计算吸附床长度
8、吸附区长度的确定a吸附区在床层内移动L0的时间，即长度为L0的床层吸附到饱和所需的时间e整个床层全部饱和所需的时间；f气体从进入到穿透吸附区所需时间(1-f)a，0 fa穿透吸附区到吸附区饱和的时间。长度和时间成正比。第33页/共42页固定床吸附计算吸附床长度L L0 0吸附区长度吸附区长度WWA A穿透至耗竭的惰性气体通过量穿透至耗竭的惰性气体通过量WWE E耗竭时的通过量耗竭时的通过量1-1-f f吸附区内的饱和度吸附区内的饱和度f f吸附区内吸附剂还具有的吸附能力吸附区内吸附剂还具有的吸附能力/全部能力全部能力第34页/共42页固定床吸附计算吸附床的饱和度吸附剂的总量LAb吸附床的饱和度
9、：式7122吸附床的穿透时间或保护作用时间：式7123。第35页/共42页吸附器的压力损失1）图解计算2）欧根公式计算P-床层阻力，PaL-床高，mu0-空床流速，m/s-气体粘度，Pa s-气体密度，Kg/m3b-空床孔隙率dsv-颗粒的比表面积相当直径m第36页/共42页移动床计算操作线吸附速率方程对数平均估算法（7-131)第37页/共42页例：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，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）Ls
10、；(2)需要再生时，分子筛中H2S的含量XT；(3)需要的传质单元数NOG。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 移动床计算第38页/共42页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 Ls0.37263052345.5kg/h(2)分子筛吸收H2S的平衡数据Y*第39页/共42页移动床计算(3)图解积分法计算NOGNOG3.127图解积分法求传质单元数第40页/共42页思考题：物理吸附与化学吸附有什么相同和不同之处？作业：7.6、7.7 第41页/共42页感谢您的观看。第42页/共42页