PPT環(huán)境工程原理課件圖文解析7

第五章章吸附學(xué)習(xí)目目標(biāo)了解吸吸附的的特點點，吸吸附劑劑的基基本特特征，，各種種類型型的吸吸附劑劑及吸吸附在在環(huán)境境保護護中的的應(yīng)用用。理解吸吸附過過程的的基本本原理理，吸吸附速速率方方程式式。掌握常常用的的吸附附劑解解吸再再生方方法，，各種種吸附附分離離工藝藝的原原理、、特點點及流流程。第一節(jié)節(jié)概述吸附是是利用用某些些多孔孔性固固體具具有能能夠從從流體體混合合物中中選擇性地地凝聚聚一定定組分分在其其表面面上的的能力力。一、吸吸附與與解吸吸1.吸附現(xiàn)現(xiàn)象當(dāng)流體體與某某些多多孔性性固體體接觸觸時，，固體體的表表面對對流體體分子會產(chǎn)產(chǎn)生吸吸附作作用。多孔性性固體體物質(zhì)質(zhì)稱為為吸附附劑;被吸附附的物物質(zhì)稱稱為吸吸附質(zhì)質(zhì)。｛物理吸吸附｛化學(xué)吸吸附吸附單分子子層吸吸附多分子子層吸吸附(1)物理吸吸附是指由由于吸吸附劑劑與吸吸附質(zhì)質(zhì)之間間的分分子間間力的的作用用所產(chǎn)產(chǎn)生的的吸附附。作用力力---范德華華力物理吸吸附的的特征征:①吸附質(zhì)質(zhì)和吸吸附劑劑間不不發(fā)生生化學(xué)學(xué)反應(yīng)應(yīng)，低低溫就就能進進行。。②吸附一一般沒沒有選選擇性性，只與分子子間作用力的大小有關(guān)關(guān)。③吸附附為放放熱反反應(yīng)，，因此此低溫溫有利利于吸吸附。④吸附劑劑與吸吸附質(zhì)質(zhì)間的的吸附附力不不強。⑤吸附速速率快快，幾幾乎不不要活活化能能。(2)化學(xué)吸吸附是一種種發(fā)生生在固固體顆顆粒表表面的的化學(xué)學(xué)反應(yīng)應(yīng)。作用力---化學(xué)鍵鍵力化學(xué)吸吸附的的特征征：①吸附附有很很強的的選擇擇性。。②吸附附速率率較慢慢，需需要一一定的的活化化能。。③宜在在較高高溫度度下進進行。。溫度對對吸附附過程程的影影響2.解吸與與吸附附劑的的再生生當(dāng)系統(tǒng)統(tǒng)溫度度升高高或流流體中中吸附附質(zhì)濃濃度（（或分分壓））降低低時，，被吸附附物質(zhì)質(zhì)將從從固體體表面面逸出出，這這就是是解吸吸。當(dāng)吸附附劑達(dá)達(dá)到飽飽和后后需要要再生生。再生方方法有有:⑴加熱解解吸再再生⑵降壓或或真空空解吸吸再生生⑶溶劑萃萃取再再生⑷置換再再生⑸化學(xué)氧氧化再再生二、吸吸附劑劑的基基本特特征(1)大的比比表面面積(2)具有良良好的的選擇擇性(3)吸附容容量大大(4)具有良良好的的機械械強度度和均均勻的的顆粒粒尺寸寸(5)有良好好的熱熱穩(wěn)定定性及及化學(xué)學(xué)穩(wěn)定定性(6)有良好好的再再生性性能三、常常用的的吸附附劑活性炭炭分子篩篩、活性氧氧化鋁鋁硅膠活性炭內(nèi)部微孔分布四、影影響吸吸附的的因素素(1)操作條條件(2)吸附劑劑的性性質(zhì)(3)吸附質(zhì)質(zhì)的性性質(zhì)與與濃度度(4)吸附劑劑的活活性(5)接觸時時間(6)吸附器器的性性能第二節(jié)節(jié)吸附平平衡與與吸附附速率率一、吸吸附平平衡在一定定條件件下，，當(dāng)流流體與與吸附附劑接接觸時時，流流體中中吸附附質(zhì)將將被吸吸附劑劑吸附附。隨隨著吸吸附過過程的的進行行，吸吸附質(zhì)質(zhì)在吸吸附劑劑表面面上的的數(shù)量量逐漸漸增加加，也也出現(xiàn)現(xiàn)了吸吸附質(zhì)質(zhì)的解解吸，，且隨隨時間間的推推移，，解吸吸速率率逐漸漸加快快，當(dāng)當(dāng)吸附附速率率和解解吸速速率相相等時時，吸吸附和和解吸吸達(dá)到到了動動態(tài)平平衡，，稱為為吸附附平衡衡。吸附平平衡關(guān)關(guān)系通通常用用吸附附等溫溫線或或吸附附等溫溫式表表示1.氣體的的吸附附平衡衡1．吸附附等溫溫線吸附等等溫線線的分分類2．吸附附等溫溫方程程式①弗蘭德德里希希（Freundlich）方程②朗格繆繆爾（（Langmuir）方程程③BET方程2.液體的的吸附附平衡衡3.吸附平平衡在在吸附附操作作中的的應(yīng)用用(1)判斷傳傳質(zhì)過過程進進行的的方向向(2)指明傳傳質(zhì)過過程進進行的的極限限(3)計算過過程的的推動動力二、吸吸附速速率吸附的的過程程分為為三步步：①外擴擴散過過程；；②內(nèi)擴擴散過過;③吸附質(zhì)質(zhì)被吸吸附劑劑吸附附。吸附質(zhì)在吸附劑上的擴散示意圖吸附過過程復(fù)復(fù)雜，，影響響因素素多，，吸附附速率率方程程一般般是憑憑經(jīng)驗驗或根根據(jù)模模擬試試驗來來確定定1.外擴散散速率率方程程2.內(nèi)擴散速率方方程3.總吸附速率方方程｛第三節(jié)吸附附分離工藝簡簡介工業(yè)吸附過程程兩步驟:①吸附操作②再生操作一、固定床吸吸附固定床吸附是是在固定床吸附器上上進行分離的操作工藝1.工作原理(1)透過曲線吸附透過曲線線(2)吸附等溫線對對透過曲線的的影響①優(yōu)惠吸附等溫溫線②線性吸附等溫溫線③非優(yōu)惠吸附等等溫線吸附等溫線對濃度波的影響2.固定床吸附流流程(1)雙器流程雙器流程(2)串聯(lián)流程串聯(lián)流程(3)并聯(lián)流程并聯(lián)流程二、模擬移動動床吸附移動床吸附原原理圖模擬移動床分分離操作示意意圖三、變壓吸附附1.工作原理↑P↓T有利吸附↓P↑T有利解吸吸附量與組分分分壓關(guān)系曲曲線2.變壓吸附的工工業(yè)流程(1)二塔流程雙塔變壓吸附附流程改進雙塔變壓吸附流程(2)四塔流程四塔變壓吸附流程是是工業(yè)上常用用的流程①吸附階段②均壓階段③并流降壓階段段④逆流降壓階段段⑤清洗階段⑥一段升壓階段段⑦二段升壓階段段流化床吸附器器四、其他吸附分離方法法連續(xù)流化床吸吸附工藝流程程圖蜂窩轉(zhuǎn)輪吸附附流程(3)回轉(zhuǎn)床吸附回轉(zhuǎn)床吸附器器1-過濾器；2-冷卻器；3-風(fēng)機；4-電動機；5-吸附轉(zhuǎn)筒；6-外殼；7-轉(zhuǎn)筒電機；8-減速傳動裝置置；9-水蒸汽入口管管；10-脫附器出口管管；11-冷凝冷卻器；；12-分離器(4)參數(shù)泵參數(shù)泵工作原原理示意圖5．?dāng)嚢璨劢佑|觸吸附攪拌槽接觸吸吸附操作第四節(jié)吸附分離在環(huán)環(huán)保工業(yè)中的的應(yīng)用一、用于氣態(tài)態(tài)污染物的控控制(1)煙氣中的SO2的凈化移動床吸附SO2工藝流程(2)硝酸尾氣的凈凈化絲光沸石吸附附NOx工藝流程1-風(fēng)機；2-冷卻塔；3-除霧器；4-吸附器；5-分離器；6-加熱器；7-泵；8-冷凝冷卻塔(3)含氟廢氣的凈凈化輸送床凈化含含氟廢氣工藝藝流程1-電解槽；2-集氣罩；3-排氣管；4-反應(yīng)管；5-料倉；6-給料器；7-加料管；8-袋濾器；9-風(fēng)機；10-煙囪(4)清除和回收揮揮發(fā)性有機化化合物揮發(fā)性有機物物對環(huán)境的影影響：①大多數(shù)有毒、有惡臭臭，一部分有有致癌性；②在陽光照射射下,生成光化學(xué)煙煙霧；③鹵代烴類可可破壞臭氧層層。(5)含汞及含汞化化合物蒸氣的的凈化(6)惡臭及其他有有毒有害物質(zhì)質(zhì)脫除(7)核廢氣和其他他放射性廢氣氣