空分分子筛培训课件.ppt

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1、分子筛吸附原理及应用吸附原理1　吸附原理吸附作用又称吸着作用,是两相交界面上物质分子浓度自动发生变化的自然现象。研究表明,吸附现象不仅发生在固—气交界面上,在液—气界面、固—液界面上同样也会发生。吸附体系由吸附剂和吸附质组成,我们将具有一定吸附能力的材料称为吸附剂,将被吸附的物质称为吸附质。在空分制氧设备的吸附器中,常用吸附剂有硅胶、活性氧化铝、惰性氧化铝和分子筛。吸附原理2吸附作用的特点吸附剂与吸附质一旦接触便会自发的产生吸附现象,这是吸附作用的一个重要特点。按照热力学定律,在自然界中凡是能降低自身能量的作用都是可以自发进行的。例如水从高处流向低处,热从高温端传到低温端,都是

2、自动进行的,因为其结果都使自身原先所具有的能量得到降低。吸附剂表面吸附其它介质的分子,这个过程的结果是降低了吸附剂自身原先所拥有的“表面自由能”,所以吸附作用能自发进行。在压缩空气干燥器中,水蒸气被吸附的过程是不需外界提供任何能量的自发过程。吸附原理3物理吸附与化学吸附按照吸附剂表面与吸附质分子间作用力的不同,吸附可分为物理吸附及化学吸附两种。对于物理吸附,吸附剂和吸附质之间通过分子间力(也称“范得华”力)相互吸引发生吸附现象。在化学吸附中,被吸附的分子与吸附剂表面的原子发生化学作用,在吸附剂和吸附质之间会发生电子转移、原子重排或化学键的破坏与生成等现象。在我们研究的压缩空气吸

3、附干燥范围内发生的是物理吸附。物理吸附有下列特点:几种常见分子筛型号、化学组成及孔径大小型号单胞典型化学组成n(Si)/n(Al)n(SiO2)/n(Al2O3)孔径大小/nm3AK64Na32[(AlO2)96(SiO2)96]216H2O12～0.34ANa96[(AlO2)96(SiO2)96]216H2O12～0.45ACa34Na28[(AlO2)96(SiO2)96]216H2O12～0.513XNa96[(AlO2)86(SiO2)106〕]264H2O1.232.50.8～0.910XCa38Na10[(AlO2)86(SiO2)106]264H2

4、O1.232.50.9～1.0YNa56[(AlO2)56(SiO2)136]264H2O2.454.90.9～1.0MNa8[(AlO2)8(SiO2)40]24H2O5.00100.58～0.70ZSM-5Na3[(AlO2)3(SiO2)93]46H2O31.00＞300.52～0.58分子筛13X-APG1/16条形分子筛13X球形分子筛是指钠X型晶体结构的钠型，能吸附临界直径10A的分子，化学式为Na2O＊Al2O3＊（2.8±0.2）SiO2＊（6-7）H2O主要用途　　空分装置原料的净化；　　凡可吸附于3A、4A、5A型分子筛上的分子，都能吸附13

5、X型；　　可吸附临界直径较大的分子，如某些芳烃和支链烃；　　深度吸附H2O和CO2，以及部分碳氢化合物。主要产品技术指标见表一5A分子筛在此不作详细介绍分子筛13X分子筛主要产品技术指标见表一指标项目单位产品规格型号及标准球状(8×12目4×8目)条状(1/16“1/8")直径(D)mm1.6-2.53-55-81.63.2粒度≥%9898989292堆积密度≥g/ml67.00%0.660.640.620.61磨耗率≤%wt0.10.10.10.20.2抗压强度≥N40801003070吸附CO2量≤mg/g180180180180180静态水吸附≥mg/g2652652

6、65265265包装含水量≤%wt11111分子筛分子筛经加热失去结晶水，晶体内形成许多孔穴，其孔径大小与被吸附气体分子直径相近，且非常均匀。它能把小于孔径的分子吸进孔隙内，把大于孔径的分子挡在孔隙外。因此，它可以根据分子的大小，把各种组分分离，“分子筛”亦由此得名。分子筛类型:分子筛是人工合成泡沸石，硅铝酸盐的晶体，呈白色粉末，加入粘结剂后可挤压成条状、片状和球状。在空分上常用分子筛13X-APG，1.球状有4X8目，(φ4mm)2.球状有8x12目,(φ2.38mm)3.条状有1/16”,(φ1.6mm,L=3-6mm)现有些厂家有新开发的分子筛,吸附能力提高(10%),可

7、降低能耗或延长工作时间分子筛13X型的分子筛化学通式Na86[(AlO2)86·(SiO2)106].mH2O能吸附临界直径<10艾的分子。1艾=10(-10)米特点:分子筛无毒、无味、无腐蚀性，不溶于水及有机溶剂，但能溶于强酸和强碱。X型分子筛X分子筛属于八面体分子筛，其晶体结构完全相同，两者的区别在于（SiO2/Al2O3）不同。虽然单位晶胞中含有192个硅铝原子。分子筛结构孔性质孔径孔体积表面积均匀的微孔与一般物质的分子大小的数量级相当吸附位或者活性位绝大多数是在其微孔孔道内1)3A分