分离过程吸附课件.pptVIP

FLGC一、吸附现象及吸附分离二、吸附的应用第五章吸附过程三、吸附过程的特点四、分类比较五、吸附剂六、吸附剂的再生概述及吸附平衡

FLGC5.1概述5.1.1吸附现象及吸附分离吸附:当气体或液体与某些固体接触时，气体或液体的分子会积聚在固体表面上，这种现象称之为吸附。它可以被认为是某些固体能将某些物质从气体混合物(或溶液)中凝聚到其表面上的一种物理化学现象。与吸收不同，吸收，液相中物分子是均匀分散的。而吸附是流体分子富集在固体表面上，形成一吸附(或称吸附膜)，而没有向固体内部渗透。由于吸附是一种固体表面现象，所以只有那些具有较大内表面的多孔性固体才具有吸附能力。吸附过程是由流体(气体或液体)与固体构成一个体系，是非均相过程。

FLGC流体分子从流体相被吸附到固体表面，其分子的自由焓降低，与未吸附前相比，其分子的熵也降低了。按照热力学定律，自由化(ΔG)、化(ΔH)及化(ΔS)关系如下:ΔG=ΔH-TΔS上式中ΔG、ΔS均。故ΔH肯定。因此，吸附程必然是个放程。所放出的，称在此固体表面上的吸附。原因：多孔性固体表面的分子或原子因受力不均而具有剩余的表面能，当流体中的某些物质碰撞固体表面时，受到这些不平衡力的作用就会停留在固体表面上。

FLGC5.1.2吸附的应用由于某些固体具有吸附能力，所以在化工中可用来实现气体或液体的分离。1、气体的分离：用于气体的干燥、脱臭和去除杂质成分以及烃类气体的分离。2、液体的分离：可用于油品的脱水、脱色、脱味和去除杂质以及烷烃与芳烃的分离等。邻二甲苯144.41100---150块间二甲苯139.10800块对二甲苯138.35300---350块乙苯136.19

FLGC5.1.3吸附过程的特点优点：1、选择性高。2、吸附速度快，过程进行完全。3、常压、常温下进行。操作费用少。缺点：1、吸附量少、消耗吸附剂、设备庞大。2、吸附剂的运输、装料、卸料较困难。3、吸附剂不易找到，吸附理论不完善。

FLGC5.1.4分类比较根据吸附剂表面与被吸附物之间作用力的不同，吸附可分为物理吸附与化学吸附。物理吸附是被吸附的流体分子与固体表面分子间的作用力为分子间吸引力，即所谓的范德华力(Vanderwaals)。因此，物理吸附又称范德华吸附，它是一种可逆过程。化学吸附是固体表面与被吸附物间的化学键力起作用的结果。这类型的吸附需要一定的活化能，故又称“活化吸附”。这种化学键亲和力的大小可以差别很大，但它大大超过物理吸附的范德华力。

FLGC物理吸附和化学吸附的比较可以由这些特性判断吸附类型

FLGC5.1.5吸附剂（制造困难，理论缺乏）怎样选择：1、选择性高（如分子筛）（1）孔道（2）极性2、比表面积大、表面活性好。如：活性炭1000平方米/克x型分子筛1030平方米/克3、有一定的机械强度和物理特性4、有良好的化学稳定性、热稳定性

FLGC5.1.6吸附剂的再生当吸附进行一定时间后，吸附剂的表面就会被吸附物所覆盖，使吸附能力急剧下降，此时就需将被吸附物脱附，使吸附剂得到再生。通常工业上采用的再生方法有下列几种：（1）降低压力（2）升高温度（3）通气吹扫（4）置换脱附

FLGC5.2吸附理论5.2.1吸附平衡?吸附平衡是指在一定温度和压力下，气固或液固两相充分接触，最后吸附质在两相中达到动态平衡；也可以是含有一定量的吸附质的惰性流体通过吸附剂固定床层，吸附质流动相和固定相中反复分配，最后在动态下达到稳定的动态平衡。?单组分气相在固体上的吸附平衡实验表明，当流体为气相时，对于一个给定的物系（即一定的吸附剂和一定的吸附质），达到吸附平衡时，吸附量与温度及压力有关，可表示为V=f（T，p）当T为常数，V=f（p）,它表明了平衡吸附量与压力之间的关系，反映这一关系的曲线称为吸附等温线。下面是Brunauer等研究的单组分气体的五类物理吸附等温线。

五种类型的物理吸附等温线I为-193下N在活性炭上吸附；II为-195下N2在硅胶上吸附；III为78下溴在硅胶上吸附；IV为50下苯在FeO上吸附；V为100下水蒸气在活性炭上吸附。

I类吸附出现饱和值。这种吸附相当于在吸附剂表面上形成单分子层吸附，接近Langmuir型吸附等温线。常适用于处理临界温度以上的气体。II类其特点是不出现饱和值，随对比压力增加，平衡吸附量急剧上升，曲线上凸，属于多分子层物理吸附。气体的温度低于临界温度，压力也较低，接近于饱和蒸汽压。III类曲线下凹，属于多分子层物理吸附。在压力较低时，吸附量低，随着相对压力的提高，吸附量才增大。吸附气体量随组分分压增加而上升。

IV能形成有限的多吸附。开始吸附量随着气体中分分的增加迅速增大，曲凸起，吸附表面形成易于移的分子吸附；而后一段凸起的曲表示由于