环境工程原理电子教案-第9章吸附

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1、第9章吸附第九章吸附第一节吸附分离操作的基本概念第二节吸附剂第三节吸附平衡第四节吸附动力学第五节吸附操作与吸附穿透曲线本章主要内容一、吸附分离操作的分类二、吸附分离操作的应用本节的主要内容第一节吸附分离操作的基本概念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。被吸附到固体表面的组分——吸附质吸附吸附质的多孔固体——吸附剂吸附质附着到吸附剂表面的过程——吸附吸附质从吸附剂表面逃逸到另一相的过程——解吸吸附过程发生在“气-固”或

2、“液-固”非均相界面基本术语第一节吸附分离操作的基本概念按作用力性质分类：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，也称为范德华吸附。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；过程是可逆的，易解吸；相对没有选择性，可吸附多种吸附质；相对分子质量越大，分子引力越大，吸附量越大；可形成单分子吸附层或多分子吸附层。一、吸附分离操作的分类第一节吸附分离操作的基本概念化学吸附：又称活性吸附，是由吸附剂和吸附质之间发生化学反应而引起的，其强弱取决于两种分子之间化学键作用力

3、的大小。如石灰吸附CO2→CaCO3吸附热大，一般在较高温下进行；具有选择性，单分子层吸附；化学键作用力大时，吸附不可逆。第一节吸附分离操作的基本概念按吸附剂再生方法分类：变温吸附和变压吸附按原料组成分类：大吸附量分离和杂质去除按分离机理分类：位阻效应、动力学效应和平衡效应位阻效应：当流体通过吸附剂时，只有足够小且形状适当的分子才能扩散进入吸附剂微孔，而其他分子被挡在外。第一节吸附分离操作的基本概念二、吸附分离操作的应用吸附分离操作的应用范围很广，既可以对气体或液体混合物中的某些组分进行大吸附量分离，也可以去除混合物中的痕

4、量杂质。日常生活：木炭吸湿、吸臭；防腐剂；吸湿剂（硅胶）第九章第一节吸附分离操作的基本概念第一节吸附分离操作的基本概念室内装修中存在误区：有业主认为装修时采用环保材料，装修后用芳香剂、柚子皮、茶叶、醋等弄弄就行了。其实用芳香剂只是用一种气味来掩盖甲醛等有害物质的气味，没有中和或分解有害物质，而用柚子皮、茶叶、醋等手段吸附，吸附效果是非常差的，只能让您及您的家人中毒更深！第一节吸附分离操作的基本概念室内装修中存在误区：有业主问：我没闻到刺激性气味，怎么会超标呢？居室内空气中甲醛卫生标准（最高容许浓度）规定为0.08mg/m

5、3.甲醛超标3倍以下时，一般是闻不到刺激性气味的，当闻得到刺激性气味时已超标4至8倍以上，足以令您及您的家人受到伤害。而这种闻不到的气体更恐怖，因为您会不知不觉的中毒，当发现时已经晚了……尤其到了夏天，温度高了，甲醛等有害物质的释放量也高了，还要把门窗关闭起来开空调，室内空气不能与外界对流，有害物质会越积越多，危害也会越大。况且每个人对甲醛等有害气体的敏感程度是不一样的，没闻到刺激性气味，不表示不超标。第一节吸附分离操作的基本概念化工领域：产品的分离提纯，如制糖品工业，用活性炭处理糖液，吸附其中杂质，得到洁白的产品。环境领

6、域：水：脱色脱臭，有害有机物的去除，金属离子，氮、磷空气：脱湿，有害气体，脱臭特别适合于低浓度混合物的分离第一节吸附分离操作的基本概念(1)简述吸附分离的基本原理。(2)简要说明吸附根据不同的分类方法可以分为哪些类型。(3)吸附在环境工程领域有哪些应用，举例说明。本节思考题第一节吸附分离操作的基本概念一、常用吸附剂的主要特性二、几种常用的吸附剂本节的主要内容第二节吸附剂吸附容量大：由于吸附过程发生在吸附剂表面，所以吸附容量取决于吸附剂表面积的大小。选择性高：对要分离的目的组分有较大的选择性。稳定性好：吸附剂应具有较好的热稳

7、定性，在较高温度下解吸再生其结构不会发生太大的变化。同时，还应具有耐酸碱的良好化学稳定性。适当的物理特性：适当的堆积密度和强度廉价易得具有一定吸附能力的多孔物质都可以作吸附剂.一、常用吸附剂的主要特性第二节吸附剂（一）活性炭活性炭是应用最为广泛的吸附剂。是由煤或木质原料加工得到的产品，通常一切含碳的物料，如煤、木材、果核、秸秆等都可以加工成黑炭，经活化后制成活性炭。炭化：把原料热解成炭渣，温度：200～600℃活化：形成发达的细孔。两种办法:气体法：通入水蒸气，温度在800～1000℃；药剂法：加入氯化锌、硫酸、磷酸等。比

8、表面积：500～1700m2/g二、几种常用的吸附剂第二节吸附剂回顾世界活性炭的发展历史，有两个主要的事件推动了活性炭事业的发展，一是第一次世界大战化学武器的应用；二是1927年发生在美国芝加哥自来水厂的饮用水恶臭事件。1915年德军在比利时对毫无准备的英法联军使用6000个钢瓶施放化学毒气氯气18万公