吸附法治理大气污染-大气污染治理技术

净化氮氧化物常用的吸附剂有分子筛、硅胶、活性炭和含氨泥煤等。吸附法的优点是能比较彻底地除去废气中的NOx回收利用。

（一）分子筛吸附法

在净化NOx的工艺中，采用的分子筛吸附剂有氢型丝光沸石、氢型皂沸石、脱铝丝光沸石、13X型分子筛等。这里仅介绍氢型丝光沸石吸附NOx的原理。

丝光沸石分子筛为笼型孔洞骨架的晶体，脱水后微空间十分丰富，具有很高的比表面积（一般为500～1000m2/g），可容纳相当数量的吸附质分子。同时内晶表面高度极化，微孔分布单一均匀，大小与普通分子相近，适合于吸附分离不同物质的分子。

丝光沸石具有很高的硅铝比，热稳定性及耐酸性强，其化学成分为Na2Al2Si10O24·H2O用H+取代Na+即得氢型丝光沸石。

含NOx的废气通过分子筛床层时，由于水和NO2分子的极性较强，被选择性地吸附在主孔道内表面上，两者在表面上生成硝酸，并放出NO。

3NO2+H2O→2HNO3+NO↑

放出的NO连同废气中的NO与氧气在分子筛表面上被催化氧化成NO2而被吸附：

2NO+O2→2NO2

经过一定床层高度后，尾气中的NOx和水均被吸附。当温度升高时，由于吸附剂对NOx的吸附能力降低，使被吸附的NOx从分子筛孔道内表面脱附出来。用水蒸气可将沸石内表面上的NOx置换解吸出来，脱吸后的分子筛经干燥后再生。该方法工艺流程如图7.14所示。

(www.xing528.com)

图7.14　分子筛吸附法工艺流程

1—风机　2—冷却塔　3—除雾器　4—吸附器
5—分离器　6—加热器　7—循环水泵　8—冷凝冷却塔

（二）活性炭吸附法

活性炭对低浓度NOx有很高的吸附能力，其吸附容量也高于分子筛和硅胶。因此也被用作净化硝酸尾气和其他含NOx废气的吸附剂。解吸出来的NOx可以回收。

某些特定的活性炭品种，可使氮氧化物还原为氮气，反应为：

2NO+C→N2+CO2

2NO2+2C→N2+2CO2

由于活性炭在573K以上有自燃的可能，给吸附再生操作造成相当大的困难，便限制了它的应用。

但在净化硝酸厂的废气中，活性炭层作为催化剂进行氧化吸收净化效率很高，在前面也提及活性炭的催化作用。这种方法也称为活性炭催化法。

通常硝酸厂的废气中NO比NO2高许多倍。NO2可用NaOH等碱液吸收，而NO却不能。为了使硝酸尾气通过碱液吸收除去NOx，可以采用活性炭作催化剂，提高硝酸尾气的氧化度。将一部分硝酸尾气通过活性炭层，操作条件为：温度50℃（323K），压力101325Pa。在有氧的条件下，废气中80%～90%的NO转化成NO2。然后再同其余废气混合，使被处理的尾气中的NO和NO2体积相等，进入吸收塔用碱液吸收。活性炭催化法净化硝酸尾气效率高，通过上述工艺流程，可是废气的氮氧化物浓度降至0.005%～0.010%。