第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 工业吸附剂应具备的条件为:①具有巨大内表面积、较大的吸附容量的多孔 性物质:②对不同的气体分子具有很强的吸附选择性;③吸附快且再生特性良好; ④具有足够的机械强度,对酸、碱、水、高温的适应性;用于物理吸附时要有化 学稳定性。⑤价格低廉,来源广泛。 工业上常用的吸附剂有活性炭、硅胶、活性氧化铝、分子筛、沸石等。 (1)活性炭。活性炭是常用的吸附剂。由于它的疏水性,主要用于吸附湿 空气中的有机溶剂、恶臭物质,以及烟气中的SO2、NO3或其它有害气体。活性炭 是由煤、石油焦、木材、果壳等各种含炭物质,在低于773K温度下炭化后再用 水蒸气进行活化处理得到。它的颗粒形状有柱状、球状、粉末状等,具有比表面 积大、吸附及脱附快,性能稳定,耐腐蚀等优点,但具有可燃性,使用温度一般 不超过200℃。 (2)硅胶。硅胶具有很强的亲水性,它吸附的水分量可达自身质量的50%, 吸湿后吸附能力下降,因此常用于含湿量较髙气体的干燥脱水、烃类气体回收, 以及吸附干燥后的有害废气。硅胶是将硅酸钠溶液(水玻璃)用酸处理后得到硅 酸凝胶,再经水洗、干燥脱水制得的坚硬多孔的粒状无晶形氧化硅。 (3)活性氧化铝。活性氧化铝可用于气体和液体的干燥,石油气的浓缩、 脱硫、脱氢,以及含氟废气的治理。含水氧化铝在严格控制的升温条件下,加热 脱水便制成多孔结构的活性氧化铝,具有良好的机械强度。 (4)分子筛。分子筛被广用于废气治理中的脱硫、脱氮、含汞蒸气净化及 其他有害气体的吸附。它是一种人工合成沸石,具有立方晶体的硅酸盐,属于离 子型吸附剂。因其孔径整齐均匀,能选择性地吸附直径小于某个尺寸的分子,故 有很强的吸附选择性。由于分子筛内表面积大,因此吸附能力较强 通常,污染物分子较小的选用分子筛,分子较大应选用活性炭或硅胶;对无 机污染物宜用活性氧化铝或硅胶,对有机蒸气或非极性分子则用活性炭。 当吸附剂达到吸附饱和后需要再生,即清除被吸附的物质,恢复吸附剂的吸 附能力,以便重复使用。再生的方法一般有:①加热解吸再生(变温吸附)。等 压下,一般吸附容量随温度升高而减少,故可在低温下吸附,然后在高温加热下 吹扫脱附;②降压或真空解吸(变压吸附)。恒温下,吸附容量随压力降低而减 少,则可采用加压吸附,减压或真空下脱附;③溶剂置换再生(变浓度吸附)。 对不饱和烯烃类等某些热敏性吸附质,可以采用亲合力较强的解吸溶剂进行置 换,使吸附质脱附,然后加热床层脱附解吸剂,使吸 附剂再生。并利用吸附质与解吸剂之间的沸点不同 采用蒸馏的方法分离 4.吸附装置 吸附装置有固定床、移动床、流化床、旋转床吸 附器等。其中,固定床结构简单,操作方便,使用历 史最长,应用最广。立式固定床吸附器如图7-3所 示,多为圆柱形立式结构,内置格板或孔板,其上放 置吸附剂颗粒。废气由格板之下通入,向上从颗粒层 图4-23立式吸附器 穿过,净化后的气体由吸附器上部排出。立式固定床1底;2原料混合物及用于干燥和冷却的 适用浓度高、气体量小的废气,对于浓度低、气体量空气人口管;3吸附剂4体:5顶 大的废气可采用卧式固定床。如果只有一台吸附器,口楼管,夕水气人口接售D装料孔 需经吸附一脱附一干燥冷却的循环,吸附间歇进行。Ⅱ内衬;1卸料孔;B.覽板;艹 气和冷凝液出口接管;15支脚 第9页第 9 页 工业吸附剂应具备的条件为：①具有巨大内表面积、较大的吸附容量的多孔 性物质；②对不同的气体分子具有很强的吸附选择性；③吸附快且再生特性良好； ④具有足够的机械强度，对酸、碱、水、高温的适应性；用于物理吸附时要有化 学稳定性。⑤价格低廉，来源广泛。 工业上常用的吸附剂有活性炭、硅胶、活性氧化铝、分子筛、沸石等。 （1）活性炭。活性炭是常用的吸附剂。由于它的疏水性，主要用于吸附湿 空气中的有机溶剂、恶臭物质，以及烟气中的 S02、NOx或其它有害气体。活性炭 是由煤、石油焦、木材、果壳等各种含炭物质，在低于 773K 温度下炭化后再用 水蒸气进行活化处理得到。它的颗粒形状有柱状、球状、粉末状等，具有比表面 积大、吸附及脱附快，性能稳定，耐腐蚀等优点，但具有可燃性，使用温度一般 不超过 200℃。 （2）硅胶。硅胶具有很强的亲水性，它吸附的水分量可达自身质量的 50％， 吸湿后吸附能力下降，因此常用于含湿量较高气体的干燥脱水、烃类气体回收， 以及吸附干燥后的有害废气。硅胶是将硅酸钠溶液（水玻璃）用酸处理后得到硅 酸凝胶，再经水洗、干燥脱水制得的坚硬多孔的粒状无晶形氧化硅。 （3）活性氧化铝。活性氧化铝可用于气体和液体的干燥，石油气的浓缩、 脱硫、脱氢，以及含氟废气的治理。含水氧化铝在严格控制的升温条件下，加热 脱水便制成多孔结构的活性氧化铝，具有良好的机械强度。 （4）分子筛。分子筛被广用于废气治理中的脱硫、脱氮、含汞蒸气净化及 其他有害气体的吸附。它是一种人工合成沸石，具有立方晶体的硅酸盐，属于离 子型吸附剂。因其孔径整齐均匀，能选择性地吸附直径小于某个尺寸的分子，故 有很强的吸附选择性。由于分子筛内表面积大，因此吸附能力较强。 通常，污染物分子较小的选用分子筛，分子较大应选用活性炭或硅胶；对无 机污染物宜用活性氧化铝或硅胶，对有机蒸气或非极性分子则用活性炭。 当吸附剂达到吸附饱和后需要再生，即清除被吸附的物质，恢复吸附剂的吸 附能力，以便重复使用。再生的方法一般有：①加热解吸再生（变温吸附）。等 压下，一般吸附容量随温度升高而减少，故可在低温下吸附，然后在高温加热下 吹扫脱附；②降压或真空解吸（变压吸附）。恒温下，吸附容量随压力降低而减 少，则可采用加压吸附，减压或真空下脱附；③溶剂置换再生（变浓度吸附）。 对不饱和烯烃类等某些热敏性吸附质，可以采用亲合力较强的解吸溶剂进行置 换，使吸附质脱附，然后加热床层脱附解吸剂，使吸 附剂再生。并利用吸附质与解吸剂之间的沸点不同， 采用蒸馏的方法分离。 4. 吸附装置 吸附装置有固定床、移动床、流化床、旋转床吸 附器等。其中，固定床结构简单，操作方便，使用历 史最长，应用最广。立式固定床吸附器如图 7－3 所 示，多为圆柱形立式结构，内置格板或孔板，其上放 置吸附剂颗粒。废气由格板之下通入，向上从颗粒层 穿过，净化后的气体由吸附器上部排出。立式固定床 适用浓度高、气体量小的废气，对于浓度低、气体量 大的废气可采用卧式固定床。如果只有一台吸附器， 需经吸附－脱附－干燥冷却的循环，吸附间歇进行