有机废气吸收塔原理和环境要求

有机废气吸收塔是指在废气处理过程中要使废气的可吸收组分(溶质)与吸收剂充分接触，则部分溶质向吸收剂进行质量传递(吸收过程)，同时也发生液相组分向气相组分逸出的质量传递过程(解析过程)。在一定温度和压力下，吸收过程的传质速率等于解吸过程的传质速率时，气液两相就达到了动态平衡。有机废气吸收塔内废气在液体中的溶解度与废气和溶剂的性质有关，并受温度和压力的影响。降温或加压都有利于吸收，而升温或减压有利于解析。

基本原理

1、吸附原理

当两相组成一个体系时，其组成在相界面与相内部是不同的，处在；两相界面处的成分产生了积蓄（浓缩），这种现象称为吸附。吸附处理废气时，吸附的对象是气态污染物，被吸附的气体组分称为吸附质，吸附气体组分的物质称为吸附剂。

使已被吸附的组分从达到饱和的吸附剂析出，吸附剂得以再生的操作称为脱附。即被吸附于界面的物质在一定条件下，离开界面重新进入体相的过程，也成解吸。而当吸附进行一段时间后，由于表面吸附质的浓集，使其吸附能力明显下降而不能满足吸附净化的要求，此时需要采用一定的措施是吸附剂上已吸附的吸附质脱附，恢复吸附剂的吸附能力，这个过程成为吸附剂的再生。因此，在实际工作中，正式利用吸附剂的吸附—再生—吸附的循环过程，达到除去废气中污染物质并回收废气中有用组分的目的。

脱附过程是在吸附剂结构不变化或者变化极小的情况下，将吸附质从吸附剂孔隙中除去，恢复它的吸附能力。通过再生使用，可以降低处理成本，减少废渣排放量，同时回收吸附质。被吸附的组分重新释放，释放的气体浓度高于原混合气的浓度。促进解吸的条件有：（1）提高温度（热再生；（2）抽真空以降低压力（变压解吸附）；（3）降低吸附剂周围组分的浓度（空气吹扫）。

2、吸附机理

   吸附和脱附互为可逆过程。当用新鲜的吸附剂吸附气体中的吸附质时，由于吸附剂表面没有吸附质，因此也就没有吸附质的脱附。但随着吸附的进行，吸附剂表面上的吸附质逐渐增多，也就出现了吸附质的脱附，且随着时间的推移，脱附速度不断增大。但从宏观上看，同一时间吸附质的吸附量仍大于脱附量，所以过程的总趋势认为是吸附。当同一时间吸附质的吸附量与脱附量相等时，吸附和脱附达到动态平衡，此时称为达到吸附平衡。平衡时，吸附质在流体中的浓度和在吸附剂表面上的浓度不再变化，从宏观上看，吸附过程停止。平衡时的吸附质在流体中的浓度称为平衡浓度，在吸附剂中的浓度称为平衡吸附量。

当吸附质与吸附剂长时间接触后，终将达到吸附平衡。吸附平衡量是吸附剂对吸附质的极限吸附量，亦称静吸附量分数或经活性分数，用表示，无量纲。它是设计和生产中十分重要的参数。吸附平衡时，吸附质在气、固两相中的浓度关系，一般用吸附等温线表示。吸附等温线通常根据实验数据绘制，也常用各种经验方程式来表示。

3、吸附量

   吸附量是指在一定条件下单位质量的吸附剂上所吸附的吸附质的量，通常以kg吸附质/kg吸附剂或质量分数表示，它是吸附剂所具有吸附能力的标志。在工业上吸附量称为吸附剂的活性。

   吸附剂的活性有两种表示方法：

   （1）吸附剂的静活性

    在一定条件下，达到平衡时吸附剂的平衡吸附量即为其静活性。对一定的吸附体系，静活性只取决于吸附温度和吸附质的浓度或分压。

（2）吸附剂的动活性

在一定的操作条件下，将气体混合物通过吸附床层，吸附质被吸附，当吸附一段时间后，从吸附剂层流出的汽提开始发现吸附质（或其浓度达到依规定的允许值）时，认为床层失败，此时吸附剂吸附的吸附质的量称为吸附剂的动活性。动活性除与吸附剂和吸附质的特性有关外，还与温度、浓度及操作条件有关。吸附剂的动活性值是吸附系统设计的主要依据。

有机废气吸收塔在吸收过程中质量传递是动态平衡。若气相中溶质的组分浓度高于气液相平衡时气相组分的平衡浓度，则传质过程为吸收过程。相反，则为脱吸过程。若液相中溶质的浓度低于液相中溶质的平衡浓度，则传质过程为吸收过程，反之，则为脱吸过程。

为了强化有机废气吸收塔的吸收过程，降低废气处理设备的投资和运行费用，吸收塔必须满足以下基本要求：

1、气液之间有较大的接触面积和一定的接触时间。

2、气液之间扰动强烈，吸收阻力小，吸收率高。

3、操作稳定，并有合适的操作弹性。

4、气流通过时压降小。

5、结构简单，制作、维修方便，造价低廉。

6、针对具体情况，要求具有抗腐蚀能力。

设备可以分为三类：

1、具有固定相界面的吸收塔。

2、在气液两相流动过程中形成相界面的吸收设备。

3、有外部能量引入的吸收设备。

应用有机废气吸收塔一般处理一些低浓度的组分，且气体量大，因而多选用气相为连续相，湍流程度较高，相界面大的废气处理设备。