廢氣的吸脫附原理及計算方式

日期：2020-06-28 閱讀量：

吸附脫附是廢氣處理中的重要環節，今天澳蘭仕環保為您解讀有關其工作原理等方面的內容。

1、吸脫附原理

當兩相組成一個體系時，其組成在相界面與相內部是不同的，處在;兩相界面處的成分產生了積蓄(濃縮)，這種現象稱為吸附。吸附處理廢氣時，吸附的對象是氣態污染物，被吸附的氣體組分稱為吸附質，吸附氣體組分的物質稱為吸附劑。

使已被吸附的組分從達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在一定條件下，離開界面重新進入體相的過程，也成解吸。而當吸附進行一段時間后，由于表面吸附質的濃集，使其吸附能力明顯下降而不能滿足吸附凈化的要求，此時需要采用一定的措施是吸附劑上已吸附的吸附質脫附，恢復吸附劑的吸附能力，這個過程成為吸附劑的再生。因此，在實際工作中，正式利用吸附劑的吸附—再生—吸附的循環過程，達到除去廢氣中污染物質并回收廢氣中有用組分的目的。

脫附過程是在吸附劑結構不變化或者變化極小的情況下，將吸附質從吸附劑孔隙中除去，恢復它的吸附能力。通過再生使用，可以降低處理成本，減少廢渣排放量，同時回收吸附質。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、吸附機理

吸附和脫附互為可逆過程。當用新鮮的吸附劑吸附氣體中的吸附質時，由于吸附劑表面沒有吸附質，因此也就沒有吸附質的脫附。但隨著吸附的進行，吸附劑表面上的吸附質逐漸增多，也就出現了吸附質的脫附，且隨著時間的推移，脫附速度不斷增大。但從宏觀上看，同一時間吸附質的吸附量仍大于脫附量，所以過程的總趨勢認為是吸附。當同一時間吸附質的吸附量與脫附量相等時，吸附和脫附達到動態平衡，此時稱為達到吸附平衡。平衡時，吸附質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。平衡時的吸附質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。

當吸附質與吸附劑長時間接觸后，終將達到吸附平衡。吸附平衡量是吸附劑對吸附質的極限吸附量，亦稱靜吸附量分數或經活性分數，用表示，無量綱。它是設計和生產中十分重要的參數。吸附平衡時，吸附質在氣、固兩相中的濃度關系，一般用吸附等溫線表示。吸附等溫線通常根據實驗數據繪制，也常用各種經驗方程式來表示。

3、吸附量

吸附量是指在一定條件下單位質量的吸附劑上所吸附的吸附質的量，通常以kg吸附質/kg吸附劑或質量分數表示，它是吸附劑所具有吸附能力的標志。在工業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，達到平衡時吸附劑的平衡吸附量即為其靜活性。對一定的吸附體系，靜活性只取決于吸附溫度和吸附質的濃度或分壓。

(2)吸附劑的動活性

在一定的操作條件下，將氣體混合物通過吸附床層，吸附質被吸附，當吸附一段時間后，從吸附劑層流出的汽提開始發現吸附質(或其濃度達到依規定的允許值)時，認為床層失敗，此時吸附劑吸附的吸附質的量稱為吸附劑的動活性。動活性除與吸附劑和吸附質的特性有關外，還與溫度、濃度及操作條件有關。吸附劑的動活性值是吸附系統設計的主要依據。

二、吸附器選擇的設計計算

1、吸附器的確定

對吸附器的基本要求：

(1)具有足夠的過氣段面和停留時間

(2)良好的氣流分布

(3)預先除去入口氣體中污染吸附劑的雜質

(4)能夠有效地控制和調節吸附操作溫度

(5)易于更換吸附劑

吸附工藝選用固定床吸附器?；具\行參數如下：

處理風量：40000m3/h

有機廢氣組分：

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