吸附和吸收处理空气原理与方法课件.pptVIP

第5章吸附和吸收处理空气原理与方法5.1吸附材料处理空气的机理和方法5.2吸收剂处理空气的机理和方法

除湿概念l水分凝结成雾或露对工业生产有严重影响；l空气压缩后结露造成危害；l湿度对人体的主要影响是舒适性；l湿度对空气中污染物影响；l湿度对生物污染物也有重要影响；l除民用建筑外，在汽车、坦克、飞行器、舰艇、地下室等特殊环境中也需要进行除湿。

空气除湿方法l冷却除湿法l固体吸附法（固体床吸附法和转轮法）l液体吸收法l膜法具体采用哪种方法，要根据除湿空气的风量、压力、温度和空气的含湿量，结合具体的应用背景进行选择。

冷却除湿法l原理：利用湿空气被冷却到露点温度以下，将冷凝水脱除的除湿方法，又称露点法或冷冻法；l空气冷却器除湿或喷淋室除湿的方法属于冷却除湿；l缺点：l仅为降温，表冷器中冷媒温度为20℃左右即可；为除湿，冷媒温度降低到7℃以下，使制冷机COP降低。l无法使用自然冷源l再热、双重能量浪费l霉菌

固体吸附法l原理：利用某些固体吸附剂吸湿l硅胶、沸石吸水蒸汽、再生－吸附、脱附固气l包括固体床吸附法和转轮法；l优点：技术较为成熟，可靠性高；l缺点：l体积较大，l再生过程吸附剂需要频繁加热与冷却，能耗较高，l一次性使用吸湿剂又成本过高。

液体吸收法l原理：利用某些吸湿性溶液吸收空气中的水分；l氯化锂、溴化锂吸水蒸汽、再生－吸收、再生液气l优点：l传热表面即使降到0℃以下也不会结霜；l除湿盐溶液具有杀菌性；l缺点：若溶液流速选得不合适将产生溶液飞沫，并随空气一起进入管道，腐蚀金属。

膜法除湿l原理：利用亲水性除湿膜进行除湿，即利用渗透分离。l膜科学技术是一门新兴的高分离、浓缩、提纯、净化技术。l膜法除湿研究领域主要集中在三个方面：压力除湿、膜法全热回收和膜湿泵。l优点：能耗低。l缺点：制备工艺复杂,如果是液体还要对料液进行预处理，以防堵塞。

5.1吸附材料处理空气的机理和方法1.基本知识和概念l几个名词l吸附现象：相异二相界面上的一种分子积聚现象。l吸附(adsorption)：把分子配列程度较低的气相分子浓缩到分子配列程度较高的固相中。l吸附剂(adsorbent)：使气体浓缩的物质。l吸附质(adsorbate)：被浓缩的物质。l例如:硅胶（吸附剂），水蒸汽（吸附质）

吸附种类l物理吸附－分子间范德华力引起，无化学反应，是可逆吸附l吸附质和吸附剂之间不发生化学反应；l对所吸附的气体选择性不强；l吸附过程快，参与吸附的各相之间瞬间达到平衡；l为低放热反应，放热量比相应气体的液化潜热稍大；l吸附力不强，在条件改变时可以脱附。l以硅胶和水蒸气(物理吸附)为例，硅胶+水蒸汽－硅胶?nH2O+Q(凝结热)l化学吸附－有化学反应

吸附平衡和吸附等值线l一般，吸附量可表示成温度和压力的函数：q=f(p,T)l平衡态下等值线有：l吸附等压线：q＝f(T),p=constl吸附等温线（经常使用）：q＝f(p)，T＝const

吸附剂结构：多孔介质，比表面积l按孔隙大小分为三类：微孔、过渡孔、大孔微孔有效半径（埃）5-15比表面（400/g）特点渡孔大孔15-2000105-2m2在微孔的整个入微孔的主通向吸附空存在着吸要通道附力粒内部的粗通道代表物沸石、某些活硅胶、凝胶性炭

吸附剂的特性参数：l吸附剂密度：堆积密度ρ、真密度（ρ）、s颗粒密度（ρ）p真密度（ρ）s颗粒密度（ρ）p堆积密度ρlρρpρs

吸附剂的特性参数l多孔体的外观体积：l孔径分布：通常使用吸附等温线的数据来计算孔径分布；l颗粒当量直径、单位体积表面积

2.等温吸附线(AdsortionIsotherms)l朗谬尔公式l限制条件:吸附分子间无相互作用,且为单层吸附。l当bp1时，即整个表面被单分子层所覆盖l当bp1时，即亨利公式

等温吸附线(AdsortionIsotherms)l弗雷德里克公式l若1/n在0.1－0.5之间，吸附容易进行，1/n大于0.5时，则吸附很难进行。l限制条件：仅用于吸附质未达到饱和状态时。l当吸附表面出现凝结和结晶时，吸附现象则不明显了。lBET公式l适用范围：多分子层吸附，0.05p/p0.35。0

微孔吸附l与吸附质分子大小相当的微孔，其周壁的吸引力使吸附剂分子填充微孔而产生吸附作用。l对于给定的吸附剂和吸附质，吸附平衡与温度无关，可用吸附势表示：

3.常用吸附剂的类型和性能l极性吸附剂（亲水性）：硅胶、多孔活性铝、沸石等铝硅酸盐l非极性吸附剂（憎水性）：活性碳l硅胶、活性氧化铝及沸石的性能比较

4.吸附传质机理与数