吸附設備是指利用固體對氣體的吸附能力來淨化有害氣體的設備。吸附就是有害氣體與某種固體物質相接觸，在界面上的擴散過程。在吸附現象中具有較大吸附能力的固體物質稱為吸附劑，被吸附的物質稱為吸附質。
基本介紹
- 中文名：吸附設備
- 外文名：absorbent equipment
- 用途：淨化有害氣體
相關概念,吸附劑與吸附質,比表面積,靜活性,動活性,固定床活性炭吸附設備,移動床吸附設備,流動床吸附設備,
相關概念
吸附劑與吸附質
比表面積
單位質量吸附劑所具有的表面積成為比表面積（m2/kg或m2/g），比表面積越大，吸附的氣體量越多。一定量的吸附劑所吸附的氣體量是有一定限度的，經過一定時間吸附達到飽和時，要更換吸附劑。用過的吸附劑經過再生（解吸）後可重複使用。
靜活性
靜活性是表征吸附劑性能的重要指標。靜活性是指氣體混合物中吸附質在一定溫度和濃度下，達到吸附平衡（即吸附劑的吸附量與解吸量處於平衡狀態，又稱飽和狀態）時，單位體積或單位質量的吸附劑所能吸附的最大量。
動活性
動活性是表征吸附劑性能的重要指標。動活性是指氣體混合物中吸附質在一定溫度和濃度下，氣體混合物通過吸附床層，在離開的氣體混合物中開始出現吸附質時，吸附劑的吸附能力。動活性總是小於靜活性，在計算吸附劑用量時，要用動活性來確定，其動活性應不小於靜活性的75%-80%。
固定床活性炭吸附設備
固定床吸附設備可分為垂直型、圓筒型、多層型和水平型等，其結構如下圖所示。圖中脫附氣是指再生時使用的氣體。固定床吸附裝置的空塔速度一般取0.50m/s以下，吸附劑和氣體的接觸時間取0.50-2.0s以上，吸附層壓力損失應小於1kPa。在有害氣體濃度較高時，為了適應工藝連續生產的需要，多採取雙罐式，一罐吸附，另一罐脫附，交替切換使用。垂直型固定床吸附設備構造簡單，從小型到大型，適用於高濃度、中小風量，處理風量一般為600-42000m3/h。圓筒型固定床吸附設備的氣體通過面積大，適用於低濃度、中小風量，處理風量一般為600-42000m3/h。多層型固定床吸附設備構造稍複雜，適用於低濃度、大風量，處理風量一般為3000-90000m3/h。水平型固定床吸附設備占地面積大，適用於中高濃度，大風量，處理風量一般為16000-120000m3/h。
圖1固定床活性炭吸附裝置
（a）垂直型；（b）圓筒型；（c）多層型；（d）水平型
圖2固定床活性炭吸附法有害氣體淨化系統
移動床吸附設備
下圖3為籠筐型移動床連續吸附設備。上箱體進行吸附過程，下箱體進行脫附過程。在該裝置中，依靠風力使碳粒連續循環，碳粒達到飽和後即從上箱體移動到下箱體進行再生，再生後的碳粒由風道輸送到上箱體。內筒可迴轉，並設有導風環使活性炭作有規則的移動，從而確保吸附、脫附連續均勻。
圖3籠筐型移動床活性炭吸附裝置
流動床吸附設備
下圖4給出了流動床基本流程圖。裝置由吸附部（多段、流動床）、脫附段（填充、移動床）、料封部、球狀碳輸送裝置和冷凝回收裝置五大部分組成。經脫附後的炭由氣力輸送管送到吸附部最上層多孔板上，待處理氣體通過最下層多孔板與下降炭粒（形成10-40mm的流動層，靜置時炭層高度為10-20mm）均勻接觸，而其中的溶劑蒸氣則被炭粒所吸附。由溢流堰溢出的炭粒逐層下降，逐層吸附，越往下落吸附有害氣體的濃度越高，最後通過料封部流入脫附部。有害氣體越往上升，由於逐層被吸附而濃度越低，到了最上層則與剛脫附過的炭粒相接觸，被淨化後排入大氣。
在料封部和脫附部，炭粒均處於移動層狀態。脫附部由殼管式熱交換器構成，活性炭在管內流動，管外側通入蒸氣加熱。脫附載體氣從底部通入，在管內上升，與下降的飽和炭相遇，進行脫附。被脫附出來的溶劑蒸氣集結於脫附部上部，隨後進入冷凝器。脫附溫度越高，載體氣量越大，脫附效果越佳。
匯集於脫附部最下部的已脫附的炭粒靠氣力輸送裝置被提升到吸附部最上層，這樣就完成了炭粒的循環。氣力輸送裝置還可對炭粒的循環量加以調節。
被脫附出來的溶劑蒸氣與脫附載體氣一起進入冷凝器後，其中溶劑蒸氣成分被冷凝成液態。載體氣如採用水蒸氣則它將伴隨著溶劑蒸氣一起被冷凝，然後同溶劑一起被送入分離器進行分離，溶劑得到回收，含有少量溶劑的冷凝水需接往廢水處理站進行處理。
流動床吸附層空塔速度可達0.7-1.0m/s，為固定床的2倍以上，其空塔速度必須控制在15%~20%的變動範圍內。活性炭耗損量約為炭循環量的0.001%-0.002%，循環周期約為2-3.5h。
圖4 流動床基本流程圖
圖5流動床活性炭吸附裝置原理圖
