《新型单元操作简介.ppt

吸附原理及吸附剂 吸附原理：吸附是一种界面现象，其作用发生在两个相的界面上。例如活性炭与废水相接触，废水中的污染物会从水中转移到活性炭的表面上。 吸附剂性能要求 有较大的比表面。 对吸附质有高的吸附能力和选择性。 较高的强度和耐磨性。颗粒大小均匀。 具有良好的化学稳定性。 容易再生。 常用吸附剂 活性炭 多孔结构，以及很大的比表面和非极性表面，为疏水性和亲有机物的吸附剂。 硅胶 活性氧化铝 对水有很强的吸附能力，多用于干燥 合成沸石和天然沸石分子筛 分子级别的筛子，许多的孔道可以很好的筛选物质分子。 吸附操作是通过多孔固体物质与某一混合组分体系（气体或液体）接触，有选择地使体系中的一种或多种组分附着于固体表面，从而实现特定组分分离的操作过程。 基本术语2 吸附分离操作的分类1 按作用力性质分类：分物理吸附和化学吸附 物理吸附：吸附质分子与吸附剂表面分子间存在的范德华力所引起的。 相对没有选择性，可吸附多种吸附质 吸附热较小（放热过程，吸附热在数值上与冷凝热相当，可在低温下进行） 过程可逆，易解吸 可形成单分子吸附层或多分子吸附层 分子量越大，分子引力越大，吸附量越大 2化学吸附 化学吸附 又称活性吸附。是由吸附剂和吸附质之间发生化学反应引起的，其强弱取决于两种分子之间化学键力的大小 如石灰吸附CO2 CaCO3 吸附热大，一般在较高温下进行 易有选择性，单分子层吸附 化学键力大时，吸附不可逆 吸附速率 吸附平衡 在一定条件下，当气体或液体与固体吸附剂接触时，气体或液体中的吸附质将被吸附剂吸附。吸附剂对吸附质的吸附，包含吸附质分子碰撞到吸附剂表面被截留的过程（吸附）和吸附剂表面截留的吸附质分子脱离吸附质表面的过程解吸。经过足够的时间，吸附质在两相中的含量不再改变，互成平衡，成为吸附平衡。 吸附速率是指单位时间内被吸附的吸附质的量（kg/s）。 吸附过程三个步骤:外扩散，内扩散，吸附质在吸附剂固体内表面上被吸附剂所吸附 影响吸附因素：体系性质（吸附剂、吸附质及混合物的物理化学性质）、吸附操作条件（温度、压力、两相接触状况）及两相组成。 吸附—脱附操作 脱附方法： 变温吸附循环 变压吸附循环 变浓度吸附循环 置换吸附循环 适用范围 吸附分离是利用混合物中各组分与吸附剂间结合力强弱的差别，即各组分在固相（吸附剂）与流体间分配不同的性质使混合物中难吸附与易吸附组分分离。 适宜的吸附剂对各组分的吸附可以有很高的选择性，故特别适用于用精馏、吸收等方法难以分离的混合味的分离，以及气体与液体中微量杂质的去除。 工业吸附工艺简介 气体的净化：工业废气中夹带的各种有机溶剂蒸气是造成大气污染的一个重要原因，通常活性炭和分子筛进行吸附净化。 液体的净化 主要用于石油、溶液的脱色。 膜分离技术 膜是一种起分离过滤作用的介质，当溶液或混合气体与膜接触是，在压力、电场或温差作用下，某些物质可以透过膜，而另些物质则被选择性的拦截，从而使溶液不同组分，或混合气体的不同组分被分离，膜分离可以达到分子级的分离。 膜分离法：用天然或人工合成的高分子薄膜为分离介质，以外界能量或化学位差为推动力，对双组份或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法，统称为膜分离法 膜分离法的优点 高效的分离过程。可以做到将相对分子量为几千甚至几百的物质进行分离 低能耗。大多数膜分离过程都不发生相的变化，它不需要使气体液化 接近室温的工作温度。因而膜本身对热过敏物质的处理就具有独特的优势。目前，在食品加工、医药工业、生物技术等领域有其独特的推广应用价值 纯物理过程。不会发生任何的化学变化，更不需要外加任何物质，如助滤剂。化学试剂等 环保。膜分离设备制作材质清洁、环保工作现场清洁卫生，负荷国家产业政策。 应用范围广。膜分离技术对无机物、有机物和生物制品等均可适用。 膜分离装置简单、操作容易、维修费用低、易于自动化 工业化应用膜分离过程特性 可用于水处理的压力驱动膜 反渗透膜： 截留颗粒直径小于；0.001μm(1nm), 能有效截留所有的溶解盐分及分子量大于100的有机物 纳滤膜： 留颗粒直径小于0.001μm，能截留有机物质的分子量约为200~1000左右，截留溶解性盐类的能力为20%~98%之间 超滤膜 超临界流体萃取 超临界流体萃取是一项新型提取技术，它是利用超临界条件下的气体做萃取剂，从液体或固体中萃取出某些成分并进行分离的技术。超临界条件下的气体，也称为超临界流体，是处于临界温度和临界压力以上以流体形式存在的物质。通常有二氧化碳、氮气、氧化二氮、乙烯、三氟甲烷等。 超临界流体萃取技术特点 具有广泛的适应性 萃取效率高 超临界萃取过程具有萃取和精馏的双重特性，可能分离一些难分离的