第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 象,不能承受高温,磨损严重,需经常更换。 各种型式的喷淋塔也被广泛采用。喷淋塔空塔气速一般为为1.5~6m/s,塔 内压降为250~500Pa,液气比较小,适用于极快或快速反应的化学吸收过程。 其特点是结构简单,压降低,不易堵塞,气体处理能力较大,投资费用低;但占 地面积大,效率较低,常用于规模较大的锅炉烟气湿法脱硫以及作预冷却器 第二节气态污染物的吸附净化方法 吸附净化是利用多孔固体表面的微孔捕集废气中的气态污染物,可用于分离 水分、有机蒸气(如甲苯蒸气、氯乙烯、含汞蒸气等)、恶臭、HF、SO2、NO等, 尤其能有效地捕集浓度很低的气态污染物。这是因为固体表面上的分子力处于不 平衡状态,表面具有过剩的力,根据热力学第二定律,凡是能够降低界面能的过 程都可以自发进行,因此固体表面这种过剩的力可以捕捉、滞留周围的物质,在 其表面富集。 1.吸附现象 吸附现象也分为物理吸附和化学吸附两种。物理吸附是由固体吸附剂分子与 气体分子间的静电力或范德华力引起的,两者之间不发生化学作用,是一种可逆 过程。化学吸附是由于固体表面与被吸附分子间的化学键力所引起,两者之间结 合牢固,不易脱附。该吸附需要一定的活化能,故又称活化吸附。 物理吸附与化学吸附的主要区别有:①吸附热。物理吸附多为放热过程,其 吸附热较小(102~103J/mo1),与气体的液化热接近,而化学吸附的吸附热很大 (>42kJ/mol),与化学反应热相近;②温度。物理吸附不需要活化能,吸附与脱 附速率一般不受温度的影响,进行均较快,但低温时吸附量较大,随着温度升髙 被吸附质容易从固体表面脱附,利于吸附剂的再生和被吸附质的回收;而化学吸 附往往需要一定的活化能,吸附与脱附速度都较小,随着温度升髙,吸附和脱附 速率都明显增加;③选择性。物理吸附只取决于吸附剂与吸附质之间的分子力 对不同种类的气体选择性较小,脱附也容易,而化学吸附由特定的化学反应确定, 则具有较高的选择性,某种吸附剂只吸收某些特定的气体,且不易脱附;④吸附 层厚度。物理吸附在低吸附压强时,一般为单分子层,当压强增大后,往往会变 成多分子层,而化学吸附总是在单分子层或单原子层进行 物理吸附与化学吸附往往同时发生,但以某一种吸附为主。如在低温下, 主要是物理吸附,而在较高的温度下,就可能转为化学吸附为主。 2.吸附的基本原理 (1)吸附平衡。在一定温度下,吸附质与吸附剂充分接触后,吸附质附着 于吸附剂上的吸附速度和吸附质脱离吸附剂表面的解吸速度相等时,即吸附质在 气相中的浓度与在固相吸附剂表面的浓度达到动态平衡而不再改变,称为吸附平 衡。此时的吸附量和吸附质在气相中的压力(或浓度)分别称为平衡吸附量和平 衡压力(或平衡浓度),是吸附的极限,一定温度下两者的关系可以用吸附等温方 程或吸附等温曲线来描述。 (2)吸附等温方程。许多学者在大量实验的基础上提出了各种吸附理论, 如朗格缪尔( Langmuir)方程、弗罗因德利希( Freundlich)方程、B.E.T方程等, 但一般只能解释一种或几种吸附现象。其中,朗格缪尔等温式与许多实验现象相 符合,能够解释许多实验结果,目前仍是应用最为广泛的等温式。 第7页第 7 页 象，不能承受高温，磨损严重，需经常更换。 各种型式的喷淋塔也被广泛采用。喷淋塔空塔气速一般为为 1.5～6m/s，塔 内压降为 250～500Pa，液气比较小，适用于极快或快速反应的化学吸收过程。 其特点是结构简单，压降低，不易堵塞，气体处理能力较大，投资费用低；但占 地面积大，效率较低，常用于规模较大的锅炉烟气湿法脱硫以及作预冷却器。 第二节 气态污染物的吸附净化方法 吸附净化是利用多孔固体表面的微孔捕集废气中的气态污染物，可用于分离 水分、有机蒸气（如甲苯蒸气、氯乙烯、含汞蒸气等）、恶臭、HF、SO2 、NOx 等， 尤其能有效地捕集浓度很低的气态污染物。这是因为固体表面上的分子力处于不 平衡状态，表面具有过剩的力，根据热力学第二定律，凡是能够降低界面能的过 程都可以自发进行，因此固体表面这种过剩的力可以捕捉、滞留周围的物质，在 其表面富集。 1. 吸附现象 吸附现象也分为物理吸附和化学吸附两种。物理吸附是由固体吸附剂分子与 气体分子间的静电力或范德华力引起的，两者之间不发生化学作用，是一种可逆 过程。化学吸附是由于固体表面与被吸附分子间的化学键力所引起，两者之间结 合牢固，不易脱附。该吸附需要一定的活化能，故又称活化吸附。 物理吸附与化学吸附的主要区别有：①吸附热。物理吸附多为放热过程，其 吸附热较小(102～103 J/mo1)，与气体的液化热接近，而化学吸附的吸附热很大 (＞42kJ/mo1)，与化学反应热相近；②温度。物理吸附不需要活化能，吸附与脱 附速率一般不受温度的影响，进行均较快，但低温时吸附量较大，随着温度升高， 被吸附质容易从固体表面脱附，利于吸附剂的再生和被吸附质的回收；而化学吸 附往往需要一定的活化能，吸附与脱附速度都较小，随着温度升高，吸附和脱附 速率都明显增加；③选择性。物理吸附只取决于吸附剂与吸附质之间的分子力， 对不同种类的气体选择性较小，脱附也容易，而化学吸附由特定的化学反应确定， 则具有较高的选择性，某种吸附剂只吸收某些特定的气体，且不易脱附；④吸附 层厚度。物理吸附在低吸附压强时，一般为单分子层，当压强增大后，往往会变 成多分子层，而化学吸附总是在单分子层或单原子层进行。 物理吸附与化学吸附往往同时发生，但以某一种吸附为主。如在低温下， 主要是物理吸附，而在较高的温度下，就可能转为化学吸附为主。 2. 吸附的基本原理 （1）吸附平衡。在一定温度下，吸附质与吸附剂充分接触后，吸附质附着 于吸附剂上的吸附速度和吸附质脱离吸附剂表面的解吸速度相等时，即吸附质在 气相中的浓度与在固相吸附剂表面的浓度达到动态平衡而不再改变，称为吸附平 衡。此时的吸附量和吸附质在气相中的压力 (或浓度)分别称为平衡吸附量和平 衡压力(或平衡浓度)，是吸附的极限，一定温度下两者的关系可以用吸附等温方 程或吸附等温曲线来描述。 （2）吸附等温方程。许多学者在大量实验的基础上提出了各种吸附理论， 如朗格缪尔(Langmuir)方程、弗罗因德利希(Freundlich)方程、B.E.T 方程等， 但一般只能解释一种或几种吸附现象。其中，朗格缪尔等温式与许多实验现象相 符合，能够解释许多实验结果，目前仍是应用最为广泛的等温式