K 0.2 Zm 310
解得 Zm 0.046m, K 2018.52
又 K am
C0
故有
am KC0
2018.52 20 2 103 84.74kg吸附质/(m3吸附剂)
故希洛夫方程为
B 2018.52 Z 0.046
当 B 40h 2400min时， 得
2018.52 Z 0.046 2400
10、5 吸附剂再生方法
吸附剂再生 方法
特
点
热再生
使热气流与床层接触直接加热床层，吸附质可解吸 释放，吸附剂可恢复吸附性能
降压再生
再生时压力低于吸附操作时的压力，或对床层抽真 空，使吸附质解吸出来。
通气吹扫再 向再生设备中通入基本上无吸附性的吹扫气，降低
生
吸附质在气相中的分压，使其解吸出来
置换脱附再 采用可吸附的吹扫气，置换床层中已被吸附的物质，
r ka PA (1 A ) kd A
式中：θA—— 覆盖率；ka，kd——吸附 速率和解吸速率； PA——吸附物的分压 （3）朗格缪尔吸附等温方程（单一组分）
式中：
A
KPA 1 KPA
K ka kd
10、2吸附平衡与吸附速率
•或
V Vm KPA 1 KPA
式—中吸：附V，组V分m—为—PA时吸的附最组大分吸为附PA时量的吸附量； Vm—
定的温度、吸附质浓度下，单位质量或单位 体积吸 附剂所能吸附的最大量）；
（2）具有大的比表面积和孔隙率； （3）具有有良好的选择 性 （4）机械强度、化学稳定性、热稳定性良好，使用
寿命长
（5）颗粒均匀； （6）再生容易； （7）价格低廉易得。
10、1吸附和吸附剂
2、工业吸附剂 （1）活性氧化铝 （2）活性碳※ （3）硅胶 （4）分子筛
物理吸附 1、吸附
化学吸附
SO2→SO2* O2 →O2* H2O →H2O*
2SO2*+ O2* →2SO3* 2SO3*+ 2H2O →2H2SO4* H2SO4*+n H2O →H2SO4 ·n H2O *
洗涤再生
2、再生 加热再生
微波再生
气态污染物控制的方法总结
物理吸收（※）
分 离
吸附（※）
气 态
法 冷凝（教材第十三章） 膜分离（教材第十三章）
污
染
物
控
制
催化转化（ 教材第十章）
转 化
燃烧（教材第十三章）
法 生物处理（教材第十一章）
等离子体法（教材第十二章）
第十一章 废气净化系统
• 废气净化系统：指利用各种治理技术及设备 把废气中的污染物质分离出来或转化成无害 物质的整个过程体系。主要包括收集、输送、 净化、引曳设备和排气烟囱五部分。
• 4、吸附饱和率和剩余饱和吸附能力分率
（1）吸附饱和率：在传质区内，吸附剂 实际 吸附的溶质量与吸附剂达到饱和时吸附的总 溶质量之比。
（2）剩余饱和吸附能力分率：吸附剂仍具有 的吸附容量与吸附剂饱和时吸附的总溶质量 之比。
10、4固定床吸附过程的计算
• 5、影响穿透曲线的因素 （1）吸附质浓度：与吸附速率成正相关 （2）吸附质分子量：对有机蒸汽，吸附质分子
④传质区高度与吸附剂床层高度相比要小得多 注：这些条件在工业上一般能满足。
（2）传质区高度的确定
Za
Z
E
a
1
f a
式中：Za——传质区高度；Z——整个床 层的高度；τa——当传质区向下移动的距离刚 好等于Za时所需要的时间；τE——传质区形 成和移出床层所需的时间之和；f——指传质 区内仍具有吸附能力的面积的比例。
YA*（，kXgA吸*—附—质吸）附/（平k衡g载时气气）相，和吸（附kg相吸中附吸质附）质/（A的kg浓吸附度剂，）。
公式的意义：理解吸附过程的机理和影响因素，为吸附装置及 工艺的设计提供理论依据。
10、3吸附装置及工艺
• 10、3、1吸附装置 1、固定床吸附器 2、回转吸附器 3、流动床吸附器 • 10、3、2吸附工艺 1、一般吸附工艺 2、变压吸附工艺（PSA）
在流动状态下，流动相中的吸附质沿床 层不同高度的浓度变化曲线，或吸附剂中所 吸附的吸附质，沿床层不同高度的变化曲线 称为负荷曲线。
Xe
X0 z
（1）传质区、吸附波（传质波、传质前 沿）:在吸附床中，平衡区与未用区之间的吸
附质负荷变化形成的S形曲线所占的区域称为 传质区，S形曲线称为吸附波（或传质波、传 质前沿）。
显然：动活性＜静活性
10、2吸附平衡与吸附速率
• 2、吸附等温线和吸附等温式
（1）吸附等温线：在同一温度下，以某种吸 附剂在不同的压力下对某种吸附质的平衡 吸附量对压力作图可得吸附等温线。
（2）吸附等温式：用公式来表示吸附等温线 时即得到吸附等温式。吸附等温式有以下 几种：朗格缪尔（Langmuir）式、弗伦得利 希（Frndlich）式、捷姆全 TemkuH）式、 BET方程等。其中最常用的是朗格缪尔 （Langmuir）等温式。
有机气态污染物固定床吸附 工艺流程（一般吸附工艺）
1、2、净化气； 3、蒸汽 4、 固定床 5、废气 6、冷凝器 7、 分离器 8、吸附质 9、冷凝水
变压吸附工艺流程
1、固定床 2、压缩机 3、冷 却器 4、分离器 5、产品气柜
10、4固定床吸附过程的计算
• 10、4、1固定床吸附过程的分析 1、吸附负荷曲线
2、穿透曲线
以流出物中吸附质浓度Y为纵坐标，时间τ 为横坐标作图，在时间τ从τb→ τe时，在图上会出 现一个S形曲线，这条曲线称为穿透曲线。（前 面图中e′、f ′ ）
3、传质区高度
一般把由透过时间τB对应的溶质浓度cB到 干点时间τE对应的溶液质浓度cE这段区间内 传质前沿或透过曲线在Z轴上所占据的长度称 为传质区高度。（非理论上的传质区高度）
量与吸附速率成正相关 （3）吸附剂颗粒大小：与吸附速率成反相关 （4）吸附剂使用程度：与吸附速率成反相关 （5）吸附剂种类：种类不同吸附速率不同
• 10、4、2固定床吸附器计算 1、穿透曲线法 （1）有关假设： ①气相中吸附质的浓度低 ②吸附过程 在等温下进行
③吸附等温线是线性的，即传质区的位置在变， 但高度不变
2、吸附过程
气 流 主 体
吸附质 吸附质
边 界 层
吸附质 固体 外表面
吸附质
吸附
微孔 解吸
固体 内表面
外扩散
内扩散
10、2吸附平衡与吸附速率
3、总传质速率方程（注意理解！）
dqA
d
K y P (YA
YA*)
K
x
p
(
X
* A
XA)
式中：
Ky，Kx——气相和吸附相总传质系数，由经验式求得； αp—吸附剂颗粒的外表面积，m2/m3； YA，（XkgA吸—附—质吸）附/质（Ak在g载气气相）和，固（体k吸g吸附附剂质内）表/面（的kg比吸质附量剂浓）度；，
10、1吸附和吸附剂
• 10、1、1吸附的分类及特点 物理吸附：靠分子力
1、吸附的分类
产生的吸附 化学吸附：靠化学键
产生的吸附
2、物理吸附与化学吸附的比较（教材P163 表9-1）
注意：两种吸附既有区别，也有联系（？）
10、1吸附和吸附剂
• 10、1、2吸附剂 1、吸附剂 的选取原则 （1）吸附能力强，吸附容量大（吸附容量：指在一
（3）传质区内饱和度的计算（破点出现时）
S Z fZa Z
式中：S——饱和度；其它符号同（2）。
（4）传质区内传质单元数的计算
N og Gs
Za
Za
(K y p ) H og
式中：Nog——传质单元数；Za—— 传质区高度；Gs——气体通过床层的质 量流速，kg载气/m2.h；Ky——气相传质 系数；αp——吸附剂颗粒的外表面积， m2/m3；Hog——传质单元高度。
（2）穿透现象：当吸附波的前沿刚到床层的
出口端时称为穿透现象。
（3）破点：出现穿透现象后，吸附波稍微向前
移动一点，在流出物的分析中就有吸附质漏出来， 该点称为破点。
（4）穿透时间（ τb ）：到达破点所需的时
间即为穿透时间。
（5）平衡时间（ τe ）：吸附波（S形曲线的
尾部）刚好到达吸附床层出口所需的时间就是平 衡时间。
第十章 吸附法净化气态污染物
• 吸附的概念：是一种固体表面现象，利用多 孔性固体吸附剂处理气体混合物，使其中所 含的一种或数种气体组分吸附于固体表面上， 以达到气固分离的单元操作过程。
• 吸附的特点：选择性高、分离效果好、净化 效率高、设备简单、操作方便、能分离其它 过程难以分离的混合物，可有效分离浓度很 低的有害物质，易实现自动控制。
生
适用于对温度敏感的物质
化学再生
向床层中通入某种物质使吸附质发生化学反应，生 成不易被吸附物质而解吸下来
10、6 吸附净化法的应用
10、6、1 吸附法净化NOx 1、一般活性碳法
2、COFZA法
10、6、2吸附法净化CxHy
含溶剂的废气
预处理部分
吸附 再生
溶剂回收
10、6、3吸附法净化SO2
10、4固定床吸附过程的计算
（3）实际操作时间
B b m
或
B K(Z Zm )
式时中间：；τm—Zm——持—续与时持间续损作失用；时τ间B—损—失实对际应操的作 “吸附床层的高度损失”，即没有起吸附作 用的死层，其它参数同前。
例题：（P186习题3）
3、 解： 由希洛夫方程得
B K Z Zm K 0.1 Zm 109
解得 Z 1.23m
即为固定床吸附器的高度
又
Q
60 D2
4