吸附法治理气态污染物

吸附:吸附是一种固体表面现象。它是利用多孔性固体吸附剂处理气态污染物,使其中的一种或几种组分,在固体吸附剂表面,在分子引力或化学键力的作用下,被吸附在固体表面,从而达到分离的目的。

常用的固体吸附剂有焦炭和活性炭等,其中应用z为广泛的是活性炭。

吸附基本原理

由于固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力,因此当此固体表面与气体接触时,就能吸引气体分子,使其浓集并保持在固体表面,这种现象称为吸附。用吸附法治理气态污染物就是利用固体表面的这种性质,使废气与表面的多孔性固体物质相接触,废气中的污染物被吸附在固体表面上,使其与气体混合物分离,达到净化目的。

吸附过程是可逆过程,在吸附组分被吸附的同时,部分已被吸附的组分可因分子热运动而脱离固体表面回到大气中去,这种现象称为脱附。当吸附速度与脱附速度相等时,达到吸附平衡。平衡时,吸附的表面过程停止,吸附剂丧失了继续吸附的能力。在吸附过程接近或达到平衡时,为了恢复吸附剂的吸附能力,需采用一定的方法使吸附组分从吸附剂上解脱下来,谓之吸附剂的再生。吸附法治理气态污染物应包括吸附剂吸附剂再生的全部过程。

根据气体分子与固体表面分子作用力不同,吸附可分为物理吸附和化学吸附。前者是分子间力作用的结果,后者则是分子间形成化学键的结果,当前的吸附治理大多应用的是物理吸附。

吸附流程

实用的吸附流程有多种形式,可依据生产过程的需要进行选择:

  1. 间歇式流程 一般均由单个吸附器组成,只用于废气间歇排放,且排气量较小,排气浓度较低的情况下。吸附饱和后的吸附剂需要再生。当间歇排气的间隔时间大于再生所用时间,可在原吸附器内进行吸附剂的再生;当排气间歇时间小于再生所用时间时,可将器内吸附剂更换,失效吸附剂集中再生。
  2. 半连续式流程 此种流程可用于处理间歇排气也可用于连续排气的场合,是应用z普遍的一种吸附流程。
  3. 连续式流程 应用于连续排出废气的场合,流程一般均由连续操作的流化床吸附器,移动床吸附器等组成。流程特点是在吸附操作进行的同时,不断有吸附剂移除床外进行再生,并不断有新鲜吸附剂或再生吸附剂补充到床内,即吸附与吸附剂的再生是不间断的同时进行。

常用吸附设备

在采用吸附法治理气态污染物时,z常用的设备是固定床吸附器。其他的吸附器形式还有流化床吸附器、移动床吸附器和旋转式吸附器。由于这些设备结构复杂、操作要求高或由于工艺不够成熟,目前在废气治理中应用较少。

吸附法特点

  1. 吸附净化法的净化效率高,特别是对低浓度气体仍具有很强的净化能力,若单纯就净化能力而言,只要吸附剂有足够的用量,那么可以达到任何要求的净化程度。因此吸附法特别适用于排放标准要求严格或有害物浓度低,用其他方法达不到净化要求的气体的净化,常作为深度净化手段或z终控制手段。
  2. 吸附剂在使用一段时间后,吸附能力会明显下降乃z丧失,因此要不断的对失效吸附剂进行再生。通过再生,可以使吸附剂重复使用,降低吸附费用;还可以回收有用物质。但再生需要有专门的设备和系统供应蒸汽、热空气等再生介质

使设备费用和操作费用大幅度增加,并且使整个吸附操作繁杂,因此这是限制吸附法更广泛使用的一个主要原因。为了不使再生过程过于频繁,对高浓度气的净化不宜采用吸附法。

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