吸附法治理工业废气的探讨

鱼惟铭

（浙江省环境工程有限公司 浙江 杭州 310012）

1 气体吸附分离技术综述

气体吸附及分离技术，是上世纪80年代左右开始兴起的一项技术，经过30年发展，已经成为气体处理的一个主流技术，应用于废气处理可谓度身订造。这种技术的过程通常是在多个吸附器的基础之上，通过阀门切换，来循环地实现气体分离。按照分离方式的差异，一般分为变压吸附分离法和变温吸附分离法。

1.1 变压吸附分离及净化技术

变压吸附技术，是一种既高效又节能的气体分离净化技术。变压吸附分离净化技术是建立在吸附剂在不同的压力之下对气体中的不同组分有着不同的吸附性这一原理之上的，在混合气体中会有各种气体组分，每种固体吸附剂对气体的吸附是有选择性的，经过分离净化后可以得到单一气体。在这种技术中，在高分压下会产生正向效果，吸附剂吸附气体，流出纯净气体，而低分压下则会脱附，吸附剂可以再次利用。一般情况下吸附剂的寿命在十年以上，所以，可以认为变压吸附是无原料消耗的。

1.2 变温吸附分离净化法

变温吸附法与变压吸附法的原理是相同的，只是变压吸附法的条件是压力的涨落，而变温吸附法则是根据温度的高低，使待吸附的气体组分在不同的温度下因其吸附量的不同而被分离。在低温情况下，吸附率高的气体组分被吸附，纯净气体从流出端流出；在高温情况下得以脱附，吸附剂就可以得到二次利用。变温吸附法也可以和变压吸附法相结合，成为变温变压吸附法。

1.3 选择吸附法的判断依据

吸附剂对于待分离气体组分的吸附是有选择性的，而吸附组分在不同的压力或者不同的温度下，吸附容量也不同，根据这两个现象，可以判断是否使用吸附分离法，或者采用哪一种吸附分离法。

2 吸附法在治理工业废气领域的应用

目前，利用吸附法处理工业废气，比较成熟的主要是以下几个领域。

2.1 吸附法对氮氧化物气体的治理

在一些工业生产的过程中，如硝酸的生产，会排放大量的氮氧化物气体。氮氧化物不仅直接对生物的肌体健康有极大的危害，同时也会产生化学烟雾，对环境的危害极其严重。以硝酸生产为例，我国硝酸生产厂家排放的硝酸尾气中，氮氧化物的浓度在500ppm到5000ppm之间，而每年因为生产硝酸而排入大气的氮氧化物大约在10万t左右。如果实现了对这些氮氧化物的回收，在治理了废气污染的同时，也会降低生产成本。

使用变温吸附法对这些氮氧化物进行处理，首先使硝酸尾气进入吸附器中，经过变温吸附，排出净化气和再生气体，这样可以使其在废气中的含量从0.05%以上脱除至200ppm，处理后的再生气体中氮氧化物被浓缩至1%到5%，这样就足以使气体返回生产系统进行利用，既降低了物料消耗，又解决了问题。

2.2 吸附法处理工业废气中的二氧化硫

二氧化硫是硫氧化物中的主要物质，它对大气的污染，可谓含量最大、范围最广、影响最深。对于这种污染气体，一般采用以活性炭为载体，添加碳酸钾等物质来保持碱性，处理环境可以需要保证有微量水蒸气，这样硫氧化物与吸附剂发生酸碱中和，可以添加少量的贵金属作为催化剂，使硫离子和含硫离子不断与废气中的氧气反应，生成硫化物而后在活性炭中被脱出。使用这种方法，酸碱反应和氧化反应几乎同时发生，但酸碱反应相对来讲更迅速一点，因此氧化反应的机会就更多，这样就增加了吸附剂容量。据试验，二氧化硫可以从5400毫克/立方米以上的浓度脱除到120毫克/立方米以下，再生气体中的二氧化硫甚至被浓缩4倍以上。

2.3 吸附法对黄磷的尾气净化

我国的黄磷产量，每年都在45万t以上，每生产一吨黄磷，就会有2500N立方米以上的尾气产生，这样一来，每年的黄磷尾气就在11亿N立方米以上。黄磷尾气的主要成分是一氧化碳、二氧化硫、五氧化二磷、氧化砷等，其中一氧化碳的成分最高，占到90%左右。一氧化碳会污染大气，但同时也是一种重要的化工原料，如果对其进行提纯，再对黄磷尾气中的各种物质进行处理，就可以大幅减少对大气的危害，同时创造效益节约能源。对黄磷尾气的处理，可以采用吸附法，将一氧化碳与其余气体分离，再将一氧化碳提纯用于生产。

2.4 吸附法对氢气的分离和提纯

很多工厂排放的尾气中，都会含有成分较高的氢气。而氢气本身是一种很重要的工业气体。很多工业都需要氢气作为能源物质，其中对氢气依赖最大的工业就是石油工业。当今世界，石油工业用氢量，占所有用氢总量的35%。

采用变压吸附法对废气中的氢气进行提纯，是目前所有方法中最合适的。同时变压吸附法提氢是发展最早、普及最广的提氢工艺。含有氢气的混合气体通过吸附器之后，可以得到99%以上纯度的氢气，对氢气的回收率达到了80～95%，这样不但净化了废气，也可以使提纯后的氢气运用于相应的生产之上。

3 结束语

当今社会，环境污染日益严重，地球是我们赖以生存的家园，在提高生活质量、大力发展工业的同时，也要考虑到各种废气对环境的危害，重视废气治理，就是在重视我们的生活环境。吸附法有着能耗低、工艺简单、投资小、可靠性高等特点，因此吸附法结合其他处理工艺，将会在化工废气治理方面发挥巨大的作用。

[1]王学谦,宁平.《环境污染治理技术与设备》.2001年第4期

[2]何运昭,刘林.《化工环保》.2001第1期.

[3]古共伟,陈建,马文君.《变压吸附气体分离及净化技术的应用》.适用技术市场.1995年第7期.

[4]依成武,刘洋,马丽,欧红香,金婷玲.《有机废气的危害及治理技术》.安徽农业科学.2009第1期.