第09章吸附概述.ppt

对于最小吸附剂总用量，d[(L1+L2)/G]/d?1＝0 对于一定体系和分离要求，k, n, ?0及?2为常数，则得： 即当?1符合上式时，总吸附剂用量为最小。 由上式求出?1, 然后再计算各级所需要的吸附剂用量。 吸附剂用量如何计算？ 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (9.5.6) （三）逆流多级吸附 G, ?0 ?1 ?2 ?m L, x1 L, xm+1 x2 x3 1 2 m 上式为逆流吸附操作线方程。 理论级数，可通过在平衡线和操作线之间做阶梯确定。 吸附剂 溶液 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 对第m级做物料衡算： (9.5.7a) 以整个流程为体系，做吸附质的物料衡算： (9.5.7b) ?0 xm+1 x1 x ? 操作线 平衡线 ?m 理论级数：2 理论级数的图解法 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 B A 吸附剂量的计算 在给定级数后，过B点作不同斜率的操作线，求出最小吸附剂量。 ?0 xm+1 x1 x ? ?m ?0 xm+1 x1 x ? ?m （L/G) min 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 （L/G) min 若体系的平衡关系可用弗兰德里希公式表示，且所用的吸附剂不含吸附质，xm+1=0时，吸附剂用量可通过计算求得。 以二级吸附为例： 由该式可求得离开第1级的液相组成?1， 再求出吸附剂用量等其他参数。 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (9.5.8) 二、固定床吸附 G 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (一)穿透点和穿透曲线 固定床吸附器吸附传质过程示意图 吸附带 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 穿透曲线示意图 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 G ——溶液流入速率，m3/(m2s)； ?0——溶液中溶质浓度，kg/m3； Z—— 固定床吸附塔填充高度，m； ?B——穿透点浓度，kg/m3； ?E——穿透曲线终点浓度，kg/m3； ?B ——出口处溶质浓度达到?B时的流量，m3/m2； ?a——吸附区移动了吸附区高度za区间的流量，m3/m2。 各符号的意义 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 B, E间被吸附的吸附质量W/(kg·m-2)： 吸附塔中的吸附区吸附剂全部被饱和时的吸附量为?0?a 吸附区形成后吸附剂可吸附的吸附量与饱和吸附量之比f为： （二）穿透时间 1.穿透曲线法 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (9.5.10) (9.5.9) 设床层的填充密度为ρb /(kg·m-3) 与?0平衡的吸附浓度为x0/(kg溶质·kg-1吸附剂) 则吸附塔全部被饱和时的吸附量为zρb x0/(kg · m-2) 穿透点的吸附量（单位为kg/m2）为： 穿透点吸附剂的饱和度为： 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (9.5.11) 假设吸附区不动，吸附塔以一定速度与溶液流向相反的方向移动 假设吸附塔高度与吸附区高度相比足够高， 塔顶：吸附剂与溶液中的吸附质达到平衡。 塔底：流出的溶液中吸附质浓度为0。 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 2.韦伯（Weber）法 对吸附塔做物料平衡： ?*——对应操作线的浓度?的平衡浓度， kg/m3； KFα——吸附过程中的总括传质容量系数，1/s。 过原点和平衡线（x0,?0）的操作线 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 针对吸附区微小高度dz，溶液中溶质浓度变化为： (9.5.12) (9.5.13) 吸附区高度za=Nt HTU0 当给定传质单元高度[HTU]0时，即可以求出za的值。 假设za高度中浓度为?的层高为z? 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (9.5.14) (9.5.15) 用面积积分法求解式(9.5.15) 作出穿透曲线 ——?/?0为纵坐标，(α-αB)/αa 为横坐标 由穿透曲线和式(9.5.10)求出f值 计算穿透点吸附剂的饱和度 计算达到该饱和度的穿透时间 计算吸附区高度 计算吸附量 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 动态吸附量：在流体流动的情况下，流体和吸附剂之间的平衡关系，与体系及温度、压力、物质的传质速率、流体的流动形状以及吸附剂的形状尺寸等性质有关。 静态吸附量：静止时的吸附平衡（吸附等温线） 动态吸附量一般小于静态吸附量 动态吸附量与静态吸附量 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 3. 伯哈特-亚当斯（Bohart-Adams）法 通过实验发现，在一定的初始浓度、空床速度和达到一定的穿透浓度的条件下，固定床的床高和穿透时间呈直线关系。该关系又称BDST法（Bed Depth Service Time)。利用该关系可以较方便地计算时间： 式中， tb ——穿透时间，h； N0 ——吸附剂的动态吸