廢氣的吸脫附原理及計(jì)算方式

日期：2020-06-28 閱讀量：

吸附脫附是廢氣處理中的重要環(huán)節(jié)，今天澳蘭仕環(huán)保為您解讀有關(guān)其工作原理等方面的內(nèi)容。

1、吸脫附原理

當(dāng)兩相組成一個(gè)體系時(shí)，其組成在相界面與相內(nèi)部是不同的，處在;兩相界面處的成分產(chǎn)生了積蓄(濃縮)，這種現(xiàn)象稱為吸附。吸附處理廢氣時(shí)，吸附的對(duì)象是氣態(tài)污染物，被吸附的氣體組分稱為吸附質(zhì)，吸附氣體組分的物質(zhì)稱為吸附劑。

使已被吸附的組分從達(dá)到飽和的吸附劑析出，吸附劑得以再生的操作稱為脫附。即被吸附于界面的物質(zhì)在一定條件下，離開界面重新進(jìn)入體相的過程，也成解吸。而當(dāng)吸附進(jìn)行一段時(shí)間后，由于表面吸附質(zhì)的濃集，使其吸附能力明顯下降而不能滿足吸附凈化的要求，此時(shí)需要采用一定的措施是吸附劑上已吸附的吸附質(zhì)脫附，恢復(fù)吸附劑的吸附能力，這個(gè)過程成為吸附劑的再生。因此，在實(shí)際工作中，正式利用吸附劑的吸附—再生—吸附的循環(huán)過程，達(dá)到除去廢氣中污染物質(zhì)并回收廢氣中有用組分的目的。

脫附過程是在吸附劑結(jié)構(gòu)不變化或者變化極小的情況下，將吸附質(zhì)從吸附劑孔隙中除去，恢復(fù)它的吸附能力。通過再生使用，可以降低處理成本，減少?gòu)U渣排放量，同時(shí)回收吸附質(zhì)。被吸附的組分重新釋放，釋放的氣體濃度高于原混合氣的濃度。

促進(jìn)解吸的條件有：

(1)提高溫度(熱再生;

(2)抽真空以降低壓力(變壓解吸附);

(3)降低吸附劑周圍組分的濃度(空氣吹掃)。

2、吸附機(jī)理

吸附和脫附互為可逆過程。當(dāng)用新鮮的吸附劑吸附氣體中的吸附質(zhì)時(shí)，由于吸附劑表面沒有吸附質(zhì)，因此也就沒有吸附質(zhì)的脫附。但隨著吸附的進(jìn)行，吸附劑表面上的吸附質(zhì)逐漸增多，也就出現(xiàn)了吸附質(zhì)的脫附，且隨著時(shí)間的推移，脫附速度不斷增大。但從宏觀上看，同一時(shí)間吸附質(zhì)的吸附量仍大于脫附量，所以過程的總趨勢(shì)認(rèn)為是吸附。當(dāng)同一時(shí)間吸附質(zhì)的吸附量與脫附量相等時(shí)，吸附和脫附達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)稱為達(dá)到吸附平衡。平衡時(shí)，吸附質(zhì)在流體中的濃度和在吸附劑表面上的濃度不再變化，從宏觀上看，吸附過程停止。平衡時(shí)的吸附質(zhì)在流體中的濃度稱為平衡濃度，在吸附劑中的濃度稱為平衡吸附量。

當(dāng)吸附質(zhì)與吸附劑長(zhǎng)時(shí)間接觸后，終將達(dá)到吸附平衡。吸附平衡量是吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的極限吸附量，亦稱靜吸附量分?jǐn)?shù)或經(jīng)活性分?jǐn)?shù)，用表示，無量綱。它是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中十分重要的參數(shù)。吸附平衡時(shí)，吸附質(zhì)在氣、固兩相中的濃度關(guān)系，一般用吸附等溫線表示。吸附等溫線通常根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制，也常用各種經(jīng)驗(yàn)方程式來表示。

3、吸附量

吸附量是指在一定條件下單位質(zhì)量的吸附劑上所吸附的吸附質(zhì)的量，通常以kg吸附質(zhì)/kg吸附劑或質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，它是吸附劑所具有吸附能力的標(biāo)志。在工業(yè)上吸附量稱為吸附劑的活性。

吸附劑的活性有兩種表示方法：

(1)吸附劑的靜活性

在一定條件下，達(dá)到平衡時(shí)吸附劑的平衡吸附量即為其靜活性。對(duì)一定的吸附體系，靜活性只取決于吸附溫度和吸附質(zhì)的濃度或分壓。

(2)吸附劑的動(dòng)活性

在一定的操作條件下，將氣體混合物通過吸附床層，吸附質(zhì)被吸附，當(dāng)吸附一段時(shí)間后，從吸附劑層流出的汽提開始發(fā)現(xiàn)吸附質(zhì)(或其濃度達(dá)到依規(guī)定的允許值)時(shí)，認(rèn)為床層失敗，此時(shí)吸附劑吸附的吸附質(zhì)的量稱為吸附劑的動(dòng)活性。動(dòng)活性除與吸附劑和吸附質(zhì)的特性有關(guān)外，還與溫度、濃度及操作條件有關(guān)。吸附劑的動(dòng)活性值是吸附系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。

二、吸附器選擇的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、吸附器的確定

對(duì)吸附器的基本要求：

(1)具有足夠的過氣段面和停留時(shí)間

(2)良好的氣流分布

(3)預(yù)先除去入口氣體中污染吸附劑的雜質(zhì)

(4)能夠有效地控制和調(diào)節(jié)吸附操作溫度

(5)易于更換吸附劑

吸附工藝選用固定床吸附器。基本運(yùn)行參數(shù)如下：

處理風(fēng)量：40000m3/h

有機(jī)廢氣組分：

甲苯800 mg/ m 3，丙酮134 mg/ m 3，乙酸乙酯395 mg/ m 3