第十二章 新型吸附分离技术.pptx

第十二章新型吸附分离技术;一、吸附分离技术概述;平衡吸附量（吸附量或吸附容量）：吸附达到平衡时，吸附剂单位面积

（或单位质量）上吸附气体物质的量或标准状况下的体积。

吸附分离技术：利用混合物中组分之间与吸附剂的结合力存在差别，使各组分在固定相和流动相具有不同分配系数而实现的分离技术。;2.吸附类型

物理吸附：由吸附剂和吸附质分子间相互作用力引起的吸附，又称范德华吸附。

化学吸附：吸附剂和吸附质分子间由类似于化学键的相互作用引起的吸附。;;;吸附分离过程的分类;;活性白土：主要成分为硅藻土。粘土 粘性;活性氧化铝：铝的水化物加热脱水而成。比表面20～50万m2/kg。吸湿容量大，适用周期长。常用于高湿度气体脱水和干燥。

分子筛：

合成沸石：多为结晶硅铝酸盐的多水化合物。具有热稳定性和化学稳定性高，筛分、离子交换、选择和吸附性能好等特点。对极性分子尤其是水有高亲和力，能选择吸附不饱和有机化合物。

炭分子筛：非极性吸附剂，比表面大（80～

100万m2/kg），空腔大，吸附能力高，机械强度好，制备工艺简单，成本低，用途广。多用于深度干燥，制备氮效果较好。;吸附树脂：聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等高聚物。理化性能稳定、易再生、品种多、易于选择等优点。常用于污水处理、维生素分离、过氧化氢精制等。

新型纤维吸附剂：如碳纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维等。可加工成各种形状。对气体中有机物和杂质吸附速度快、易于再生、操作简便、吸附率高、温度影响较小等特点。;5.吸附分离技术的应用

①气体和液体的去湿。如：氟里昂脱水。

②气体的分离和净化。如：工业生产中的原料气脱除其中的CO2、H2S、CO、SO2等微量杂质。

③气体中少量溶剂的回收。如：油漆或轻纺工业中，排出的气体内溶剂蒸汽（苯、丙酮、二硫化碳）的回收。

④有机烷烃和芳烃的分离和精制。如：间-二甲苯和对-二甲苯的分离、碳水化合物中的果糖和葡萄糖的分离等。;;;6.吸附分离技术的发展方向

新型吸附剂的开发

先进循环操作方法和工艺流程;7.部分常见吸附设备;固定床吸附设备：属间歇操作。

优点：???构简单、造价低、吸附剂磨损少、操作易掌握、操作弹性大，可用于气相、液相吸附，分离效果好。

缺点：吸附剂用量较大，易出现局部过热现象，影响吸附。;移动床吸附器又称“超吸附塔”，对原水与处理要求较低，操作管理方便。;利用温度的变化实现吸附、解吸和再生循环操作。

常用于从气体或液体中分离少量杂质。

若连续进料至少需要两个吸附器。

缺点是再生过程长(包括加热、解吸、冷却)，常需要几小时甚至1天；热量消耗较大。;1.原理：利用被吸附气体的压力周期性变化，在高压下被吸附，在低压或真空下解吸附，吸附剂同时再生，完成循环

操作，从而将混合的气体组分分离。

只能用于气体吸附，一般用于气体混合物的主体分离。

最简单的变压吸附和变真空吸附是在两个并联的固定床中实现的。;2.变压吸附方式分类

常压吸附，真空解吸

高压吸附，常压解吸

加压吸附，真空解吸

3.变压吸附的分离工艺

充压→进料吸附→放压→抽空（吹扫）缺点：放压、抽空时遗失产品。

改进方法：1）改进吸附剂；2）更新工艺流程和操作条件（如采用多塔流程或添加缓冲罐）;;变压吸附分离技术的应用实例：从空气中分离氧;;原理：液体混合物中的某些组分在环境条件下选择性地吸附，然后用少量强吸附性液体解吸再生。

该过程用于液体混合物的主体分离。;离子交换是应用离子交换剂进行混合物分离和其他过程的技术。

离子交换剂是一种带有可交换离子的不溶性固体。

离子交换是可逆的。;离子交换树脂：

阳离子交换树脂阴离子交换树脂

又分别有强型与弱型两种。

高分子酸、碱或盐的有机高聚物树脂。;离子交换过程可分为五步：;离子交换过程的设备与操作方式;;;原理：吸附剂床层固定不动，连续不断改变物料进口位置，以模拟固体吸附剂和液体逆流接触的吸附分离方式。

特点：

多塔节组成，每个塔节均有固体床

各液流出入口位置不断改变，相当于吸附剂床层在塔节内移动

以24通旋转阀控制液流进出口的改变;;;原理：在前半循环周期（热半循环），在较高温度下，固定床层内吸附剂的吸附容量减少，混合物中溶质随向上流动的流动相上升；在后半循环周期（冷半循环），冷水使固定床层及流动相冷却，吸附剂的吸附容量增加，溶质固定于吸附床层较高的位置，流动相中难吸附组分被推向床层下方。经多次反复循环，溶质（易于吸附组分）向上移动，在床层内柱顶贮槽富集，而惰性组分（难吸附组分）不断随流动相下移，在柱底贮槽富集，从而达到分离。;参数泵分离过程的分类