廢氣處理物理吸附與化學(xué)吸附及其廢氣吸附裝置

 

  廢氣處理吸附法，常用于電子廠廢氣處理、涂裝廠廢氣處理、制藥廠廢氣處理和實(shí)驗(yàn)室廢氣處理等。下面，為您介紹工業(yè)廢氣處理吸附法兩種不同吸附方式的區(qū)別，及其廢氣處理設(shè)備即廢氣吸附裝置。

  根據(jù)廢氣吸附的作用力不同，廢氣吸附可分為物理吸附與化學(xué)吸附。

  一、廢氣處理物理吸附

  產(chǎn)生物理吸附的力是分子間引力，或稱范德華力。固體吸附劑與氣體分子之間普遍存在著分子間引力，當(dāng)固體和氣體的分子間引力大于氣體分子之間的引力時(shí)，即使氣體的壓力低于與操作溫度相對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓，氣體分子也會(huì)冷凝在固體表面上，這種吸附的速度極快。

  廢氣處理物理吸附不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此它的吸附熱較低，一般只有20kj/mol左右，只相當(dāng)于相應(yīng)氣體的液化熱。也正是由于物理吸附不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此它吸附的選擇性極低，或者說沒有選擇性，它的選擇性只取決于氣體的性質(zhì)和吸附劑的特性。物理吸附只有在低溫下才較顯著，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附量隨溫度的升高而迅速減少，且與吸附劑表面的大小成比例。由于這種吸附純屬分子間引力，所以有很大的可逆性，當(dāng)改變吸附條件，如降低被吸附氣體的分壓或升高系統(tǒng)的溫度，被吸附的氣體很容易從固體表面溢出，此種現(xiàn)象稱為“脫附”。工業(yè)上的吸附操作就是根據(jù)這一特性進(jìn)行吸附劑的再生，同時(shí)回收被吸附的物質(zhì)。

  廢氣處理物理吸附是靠分子間引力產(chǎn)生的，當(dāng)吸附質(zhì)的分壓升高時(shí)，可以產(chǎn)生多分子層吸附，這是與化學(xué)吸附不同的。

  二、廢氣處理化學(xué)吸附

  廢氣處理化學(xué)吸附又稱活性吸附。它是由于固體表面與吸附氣體分子間的化學(xué)鍵力所造成的，是固體與吸附質(zhì)之間化學(xué)作用的結(jié)果，化學(xué)吸附的作用力大大超過物理吸附的范德華力。

在廢氣處理化學(xué)吸附中，由于有化學(xué)作用發(fā)生，因此它所放出的吸附熱比物理吸附所放出的熱大得多，可達(dá)到化學(xué)反應(yīng)熱的數(shù)量級(jí)，一般為80～400kj/mol。由于化學(xué)性質(zhì)所決定，化學(xué)吸附具有很高的選擇性。例如氫可以被鎢或鎳化學(xué)吸附，不能被鋁和銅化學(xué)吸附?；瘜W(xué)吸附不像物理吸附，這種吸附往往是不可逆的，脫附的物質(zhì)與原來的物質(zhì)不一樣，發(fā)生了化學(xué)變化。

  從化學(xué)吸附中能量變化的大小考慮，被吸附分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，活性顯著升高，使它所需的反應(yīng)活化性能比自由分子為低，從而加快了反應(yīng)的速率。

  由于化學(xué)吸附中伴有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，因此化學(xué)吸附宜在較高溫度下操作，而且廢氣吸附速度隨溫度升高而增加。

  與物理吸附不同，化學(xué)吸附是單分子或單原子層吸附。同一物質(zhì)在較低溫度下可能發(fā)生的是物理吸附，而在較高溫度下所發(fā)生的往往是化學(xué)反應(yīng)，即物理吸附常發(fā)生在化學(xué)吸附之前，到吸附劑逐漸具備足夠高的活性，才發(fā)生化學(xué)吸附，也可能兩種吸附方式同時(shí)發(fā)生。

  再者，在工業(yè)廢氣處理吸附的實(shí)際應(yīng)用上，又分為變溫吸附和變壓吸附。

  1、變溫吸附是指在常壓下，利用吸附劑的平衡吸附量隨溫度升高而降低的特性，采用常溫吸附、升溫脫附的操作方法。

  2、變壓吸附是指在一定的溫度下，利用吸附劑的吸附量隨著氣體分壓的升高而升高的特性，采用較高的壓力（高壓或常壓）完成吸附，而采用較低的壓力（負(fù)壓或常壓）完成脫附的操作方法。

  三、廢氣處理設(shè)備—廢氣吸附裝置

  廢氣處理設(shè)備—廢氣吸附裝置，分為活性炭吸附裝置、活性炭纖維吸附裝置和沸石轉(zhuǎn)輪吸附裝置。