化學(xué)制藥技術(shù)吸附法處理廢氣一、吸附過程吸附：發(fā)生在固體表面上

固體表面粒子（分子、原子或離子）存在剩余吸引力引起的

固體表面層的粒子在垂直于表面方向上存在著剩余的吸引力，它能吸引

其他固體、液體及氣體的粒子（分子、原子或離子），而這些粒子也存

在著力場，兩種力場相互作用的結(jié)果，粒子便被吸附在固體表面上

固體呈多孔形狀（帶有延伸小孔和微孔結(jié)構(gòu)），吸附能力將大大提高

分類：物理吸附、化學(xué)吸附定義：物理吸附是靠分子間的范德華引力產(chǎn)生特點：①可吸附一切氣體②放熱過程，釋放的熱量與相應(yīng)氣體的冷凝熱

相近，且吸附量隨溫度升高而降低，故宜低溫吸附③可多層吸附④可逆性，降壓或升溫可使被吸附的氣體解吸

1.物理吸附一、吸附過程⑤吸附量與吸附質(zhì)的大小、結(jié)構(gòu)及組成有關(guān)，故吸附量不同，從而能把氣

體中的不同組分分離出來⑥吸附劑與被吸附的氣體結(jié)合不夠穩(wěn)定吸附質(zhì)的性質(zhì)不變⑦吸附劑的吸附量與被吸附氣體的壓力或濃度成正比⑧吸附量隨溫度升高而下降特點：一、吸附過程2.化學(xué)吸附定義：化學(xué)吸附又稱活性吸附，靠吸附劑與吸附質(zhì)之間的化學(xué)鍵產(chǎn)生特點：

①被吸附物質(zhì)有明顯的選擇性，只能吸附某些能參與化學(xué)反應(yīng)的氣體物質(zhì)

②放熱過程，釋放的熱量較大，吸附過程的速度隨溫度升高而增加，

宜在較高溫度下吸附

③吸附作用隨表面覆蓋厚度增加而減少，只能單層吸附一、吸附過程④吸附過程是不可逆的，難以解吸⑤吸附過程中吸附質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生改變①同一物質(zhì)在較低溫度下：物理吸附

在較高溫度下：化學(xué)吸附②物理吸附常發(fā)生在化學(xué)吸附之前，當(dāng)吸附劑逐漸具備足夠高的活化

能后，才發(fā)生化學(xué)吸附，也可能兩種吸附同時發(fā)生吸附操作時，對物理吸附和化學(xué)吸附需要或不需要選擇，要在操作中設(shè)計恰當(dāng)?shù)目刂茥l件一、吸附過程按照操作時吸附劑的運(yùn)動狀態(tài)，吸附裝置分為：固定床沸騰床含有少量污染物的氣流通過吸附床層時，其中污染物被吸附劑吸附截留在床層內(nèi)，凈化后的氣體排人大氣根據(jù)設(shè)備類型和操作方式，吸附流程：間歇式半連續(xù)式連續(xù)式二、吸附流程固定床吸附器可用于間歇式吸附流程制藥工業(yè)產(chǎn)生的廢氣多為間歇式的，比較適于

例如，吸附劑為細(xì)的焦炭顆粒（對焦炭顆粒，直徑可以有不同的具體

要求），待吸附廢氣后即從吸附器卸出，然后吸附器再裝人新的焦

炭顆粒進(jìn)行吸附1.間歇式吸附流程特點：吸附劑達(dá)到飽和后，便從吸附裝置中移走，不設(shè)再生裝置流程簡單，設(shè)置方便適用：間斷排出廢氣的場合二、吸附流程2.半連續(xù)式吸附流程半連續(xù)式吸附流程：用兩個以上的固定床吸附器，氣體連續(xù)通過床層，當(dāng)一臺

吸附器達(dá)飽和時，氣體就切換到另一臺吸附器進(jìn)行吸附，

而達(dá)到飽和的吸附床則進(jìn)行再生氣體是連續(xù)的，每個吸附器是間斷運(yùn)行的：導(dǎo)入水蒸氣進(jìn)行解吸二、吸附流程特點：吸附劑反復(fù)使用，增大了單位吸附劑的處理廢氣量

吸附出的吸附質(zhì)往往易于回收，可以減少排氣中損失的物料量

例如，在制藥生產(chǎn)中反應(yīng)周期長、不斷產(chǎn)生有害廢氣時

適于半連續(xù)式吸附流程二、吸附流程3.連續(xù)式吸附流程在連續(xù)式吸附流程中，廢氣流和吸附劑都處于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，可用回轉(zhuǎn)吸附床或流化床來實現(xiàn)，這種情況在制藥工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用二、吸附流程三、吸附設(shè)備定義：吸附層靜止不動的裝置稱為固定吸附床

結(jié)構(gòu)簡單，工藝成熟，性能可靠尺寸：床層厚度為0.5—1m，適于處理濃度較低的廢氣

空塔速度為0.2—0.5m/s應(yīng)用：吸附周期超過3個月的，可不設(shè)置再生系統(tǒng)，較為經(jīng)濟(jì)

吸附周期低于3個月的，應(yīng)設(shè)置再生系統(tǒng)1.固定吸附床裝置：床層沿其軸以角速度旋轉(zhuǎn)，框架和隔板則固定不動三、吸附設(shè)備裝置分為三個區(qū)：吸附段、再生段和干燥冷卻段運(yùn)轉(zhuǎn)過程：廢氣從裝置端部的人口進(jìn)人床外側(cè)的相應(yīng)環(huán)形區(qū)，

流體通過床層到床內(nèi)側(cè)環(huán)形區(qū)，裝置的一端流出

當(dāng)床層轉(zhuǎn)動通過徑向隔板時，床層的一個單元從

吸附段流到再生段，另一單元從再生段流到干燥冷卻段，

第三單元則流到吸附段

床層不斷飽和、再生，干燥冷卻，然后轉(zhuǎn)人另一吸附循環(huán)三、吸附設(shè)備2.流化床過程：

①廢氣從吸附段的下部進(jìn)入，

使每塊塔板上的吸附劑形成流化床，

經(jīng)充分吸附凈化后從上部排出。

②吸附劑從吸附段上部加入，經(jīng)每層流化床的溢流堰流下，最后進(jìn)人再生段內(nèi)

解吸。再生后的吸附劑再用氣流輸送到吸附段上部，重復(fù)使用組成：吸附段、再生段三、吸附設(shè)備1.吸附劑要求四、吸附劑及其再生①比表面積大：包括顆粒的外表面與內(nèi)表面

內(nèi)表面大，吸附主要發(fā)生在與外界相通的孔

穴的內(nèi)表面上

孔穴越多，內(nèi)表面越大，吸附性能越好②選擇性好：吸附劑對某些物質(zhì)顯示優(yōu)先吸附的能力稱為吸附劑的選擇性

吸附劑的選擇性愈好，愈有利于混合氣體的分離③具有一定的粒度、較好的機(jī)械強(qiáng)度、較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性：

顆粒愈小，表面積愈大，但顆粒過小會形成較大阻力，增加動力消耗

⑤使用壽命長，來源廣泛，制造容易，價格低廉④吸附容量大：

吸附容量：指在一定溫度及一定吸附質(zhì)濃度下，單位質(zhì)量或單位體積的吸

附劑所能吸附的最大量

相關(guān)性：表面積、孔隙大小、孔徑分布、分子極性及分子的官能

團(tuán)性質(zhì)四、吸附劑及其再生2.工業(yè)常用吸附劑活性炭、硅膠、分子篩、吸附樹脂、活性氧化鋁、沸石、白土及硅藻土等特點：性能穩(wěn)定、抗腐蝕應(yīng)用：吸附回收

有機(jī)廢氣及多種無機(jī)廢氣

例如脫除廢氣中的NOX和SOX常用活性炭條件：溫度不超過200℃①活性炭：由骨頭、煤、椰殼、木材等含碳物質(zhì)經(jīng)炭化后，再用水蒸氣和試劑

進(jìn)行活化處理而制得四、吸附劑及其再生案例：四、吸附劑及其再生③分子篩：人工合成沸石，為微孔型具有立方晶體的硅酸鹽

特點：吸附選擇性高、吸附能力強(qiáng)②硅膠：由無品形氧化硅經(jīng)硫酸、鹽酸或酸性鹽與硅酸溶液作用而制得

水洗后在115—130℃以下干燥至含濕量為5％—7％時制成硅膠

特點：它親水性較好應(yīng)用：處理含濕量高的氣體進(jìn)行干燥脫水，或脫除其他有害氣體④吸附樹脂：高分子的高縮聚物，如聚苯乙烯、聚丙烯酯

分類：有帶功能團(tuán)的和不帶功能團(tuán)的，有極性的和非極性的特點：良好的物理化學(xué)性能

應(yīng)用：在工業(yè)和環(huán)境工程的各個領(lǐng)域四、吸附劑及其再生3.吸附劑再生方法物理吸附：采用水蒸氣、惰性氣體或熱氣流吹脫，吹脫溫度為100—150℃，

稱作加熱解吸化學(xué)吸附：700一1000℃下進(jìn)行再活化，再活化一般會使吸附劑損失約5％優(yōu)點：給熱系數(shù)大，加熱迅速，解吸完全

用水蒸氣加熱解吸后的產(chǎn)物易分層分離缺點：吸附劑的熱導(dǎo)率一般較小，冷卻緩慢，再生周期較長①加熱解吸再生：吸附劑的吸附容量在等壓下隨溫度升高而降低的特點，

在低溫下吸附，然后提高溫度，在加熱下吹掃脫附。

又稱作變溫吸附四、吸附劑及其再生②降壓或真空解吸：利用吸附容量在恒溫下隨壓力的降低而降低的特點，在加

壓下吸附，在降壓或真空下解吸，或采用無吸附性的吹洗

氣也可達(dá)到解吸的目的，這種循環(huán)操作稱為變壓吸附

變壓吸附無需加熱與冷卻床層，故又稱無熱再生法特點：再生時間短，循環(huán)周期短，吸附劑用量少，吸附器尺寸?、畚⑸镌偕汉Y選和馴化特殊的嗜氧細(xì)菌，利用它的胞外降解或氧化有機(jī)吸附質(zhì)，

使之轉(zhuǎn)化為小分子化合物，或者C02、H20，以達(dá)到再生吸附流程四、吸附劑及其再生④置換再生法：對某些熱敏性物質(zhì)，如不飽和烴，較高溫度下容易聚合，故可

采用親和力較強(qiáng)的試劑進(jìn)行置換再生，即用解吸劑置換，使吸

附質(zhì)脫附，此法又稱變濃脫附特點：脫附出來的吸附質(zhì)與解吸劑，蒸餾的方法加以分離

注意：選擇解吸劑時，沸點與吸附質(zhì)組分的沸點相差較大四、吸附劑及其再生⑥化學(xué)再生：向床層通人某種物質(zhì)，使其吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成不易被吸附

的物質(zhì)而解吸下來