活性炭吸附技术在废处理中的应用.ppt

活性炭吸附技术在废气处理中的应用 目录 1、吸附法 2、活性炭吸附技术 3、活性炭吸附法的组合工艺 、吸附法 1.1概述 基本原理:利用各种固定吸附剂对排放废气中的污染物进 行吸附净化的方法。 ·作用原理:物理吸附和化学吸附,而voCs废弃的净化主要 采用物理吸附方法。 关键技术:吸附剂、吸附设备和工艺、再生介质、后处理 工艺 适用范围:适宜处理低浓度、高风量的有机废气,主要用 于吸附回收脂肪和芳香族碳氢化合物、大部分含氯溶剂、 常用醇类、部分酮类和酯类等 优点:去除率高,是去除气相污染物较为常用的方法 缺点:存在投资运行费用较高且有产生二次污染的缺陷, 吸附剂的容量有限且设备庞大,吸附剂再生有机溶剂 等后处理工程复杂 、吸附法 1.2吸附剂 ●选择指标 ①吸附容量:直接决定吸附质在吸附床上的停留时间和吸附设备规模 吸附等温线:在一定温度下,吸附量与吸附质平衡分压之间的关系曲 线,有五种基本类型 I: Langmuir等温吸附 I ⅡⅢ:多分子层吸附 ⅣV:多分子层吸附, 且吸附质在吸附剂微孔 和毛细管中凝结 、吸附法 1.2吸附剂 ●选择指标 ②比表面积:单位质量吸附剂所具有的比表面积a=a/m 式中:a。吸附剂的比表面积(m2/g);at-吸附剂的总表面 积(m2);m-吸附剂的质量(g) ③孔半径:表示微孔大小 大孔(r=0.1-1.0μm):吸附液体分子较有效 中孔(r=0.00201μm):吸附蒸汽分子较有效 小孔(r0.002μm):吸附气体分子较有效 ④孔隙率:吸附剂内部微孔的容积与吸附剂个体体积之比E=v/V 式中:N吸附剂内部微孔的总容积(m3);V。吸附剂个 体的体积(m3) 、吸附法 1.2吸附剂 ●常用吸附剂 沸石 分子筛 颗粒硅胶 沸石和分子筛的主要成分都是铝硅 酸盐,热稳定性好,热气流再生时 安全性好 可对分子筛进行化学修饰和改性, 提高VOCs去除效果。 活性氧化铝 多空粘土矿 吸附法 1.2吸附剂 ●常用吸附剂 活性炭:最具有代表性的无极 吸附剂;对非极性物质(有机 溶剂)效果佳 蜂窝状活性炭:床层阻力小 我国处理高风量、低浓度VOC 柱状活性炭 椰壳活性炭球形活性炭 设备中居多 活性炭纤维:比表面积大、微 孔丰富且分布均匀、吸脱附速 活性炭 率快、吸附速率高、易再生 蜂窝状活性炭 纤维状活性炭 2、活性炭吸附技术 2活性炭 活性炭是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳 ,也有排列规整的晶体碳。活性炭中除碳元素外,还包含 两类掺和物:一类是化学结合的元素,主要是氧和氢;另 类掺和物是灰分,它是活性炭的无机部分。 活性炭由于具有高度发达的孔隙结构和极大比表面积,是 首选的吸附剂。通常活性炭的孔容积达0,2~1.0cm3/g,比 表面积达到300~3000m/g 2、活性炭吸附技术 2.2吸附技术 变压吸附( Pressure Swing Adsorption.简称PSA) 基本原理:PSA是对气体混合物进行提纯的工艺过程,该工艺是以多 孔性固体物质(吸附剂)内部表面对气体分子的物理吸附为基础,在 两种压力状态之间工作的可逆的物理吸附过程,它是根据混合气体中 杂质组分在高压下具有较大的吸附能力,在低压下又具有较小的吸附 能力,而理想的组分H2则无论是高压或是低压都具有较小的吸附能力 的原理。在高压下,增加介质分压以便将其尽量多的吸附于吸附剂上 ,从而达到高的产品浓度。吸附剂的解吸或再生在低压下进行,尽量 减少吸附剂上杂质的残余量,以便于在下个循环再次吸附杂质 操作方式:按照操作方式的不同,变压吸附又可以分为速度分离型与 平衡分离型两类,即分别根据吸附剂对各组分吸附速率的差别和气体 在吸附剂上平衡吸附性能的差异来实现气体分离。 优缺点:变压吸附(PSA)的循环周期短、吸附剂利用率高、产品纯 度高丶吸附剂用量相对较少,不需要外加换热设备,主要用于气量大 原料气体组分复杂的气体的分离与提纯。缺点是回收率较深冷法低些 2、活性炭吸附技术 22吸附技术 变温吸附( Temperature Swing Adsorption.简称TSA) 基本原理:TSA是利用吸附剂在不同温度下吸附容量的的差异来实现吸 附和分离的循环,低温下吸附容量高,组分被吸附;高温下吸附容量低 被吸附的组分被脱附解吸,吸附剂再生。 吸附装置:吸附根据接触方式的不同,变温吸附设备通常分为固定床、 移动床和流化床吸附器。 优缺点:变温吸附(TSA)再生彻底、回收率低、产品损失小,通常用 于微量杂质或难解吸杂质的脱除的循环,但存在周期长、投资较大能耗 高,吸附剂使用寿命不长等缺点 利用活性炭吸附法处理废气一般采用变温吸附。