最新9界面吸附过程热力学教学全解教学讲义ppt课件.ppt

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1、9界面吸附过程热力学教学全解一吸附分离2指气体或液体分子在固体表面的富集，固体物质称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。吸附剂一般为多孔颗粒（也有粉末状、纤维状），其主要特点是具有很大的内孔表面积。活性炭分子筛树脂3常用吸附剂⑴活性炭疏水性和亲有机物的非极性吸附剂。比表面积大，吸附量大，抗酸耐碱，化学和热稳定性高，解吸容易。含碳的物料，如木材、木屑、果壳、褐煤等都可以加工成黑炭，经活化制成活性炭。常用于溶剂回收，溶液脱色、除臭、净制等。7⑵硅胶坚硬无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，属极性吸附剂。主

2、要用于气体的干燥脱水、烃类分离及催化剂的载体等。8⑶活性氧化铝为无定形的多孔结构物质，一般由氧化铝的水合物(以三水合物为主)加热、脱水和活化制得。对水具有很强的吸附能力，主要用于液体和气体的干燥。9⑷沸石分子筛人工合成的无机吸附剂,其组成与天然沸石相近,是铝、硅酸盐类的化合物。具有特定且均匀一致的孔径，只允许比其微孔孔径小的分子吸附上去，比其微孔大的分子则不能进入，故称为分子筛。极性吸附剂，对水具有很大的亲和力。主要用于各种气体和液体的干燥，芳烃、烷烃的分离及催化剂及催化剂载体等。10（5）吸附树脂

3、一种网状结构的有机高聚物，如苯乙烯与二乙烯苯的共聚物，可根据需要制成不同孔径、不同比表面积、极性或非极性的吸附剂。主要用于废水中有机物的吸附、天然产物与生化产品的分离等。11吸附剂的脱附再生吸附剂吸附饱和后通常要进行脱附再生①降压脱附；②升温脱附；③气体吹扫脱附；④脱附剂（解吸剂）脱附。12吸附平衡一定温度和压力或浓度下，当气体或液体与固体吸附剂经长时间充分接触后，吸附质在流体相和固体相中的含量不再变化，达到平衡状态。影响吸附平衡的因素：温度、压力或浓度、吸附剂和吸附质的性质。通常吸附量与温度成反比

4、，与压力或浓度成正比。13吸附等温线一定温度吸附平衡时单位质量吸附剂的吸附量q与吸附质在流体相中的分压p（气相吸附）或浓度c（液相吸附）之间的关系曲线。qp气相吸附温度一定14温度一定，吸附量随压力增加而增加。低压时增加较快，高压时增加变慢。压力一定，吸附量随温度升高降低。15水中苯酚在树脂上的吸附等温线水中苯酚在活性炭上的吸附等温线16吸附等温线方程(1)Langmuir（朗格缪尔）方程气相吸附液相吸附q=单位质量吸附剂的吸附量;p=吸附质在气相中的分压;c=吸附质在液相中的摩尔浓度;qm=吸附剂

5、的的最大吸附量；b=朗格缪尔常数。1932年诺贝尔化学奖获得者17②当压力（或浓度）很高时，bp>>1,q≈qm，q不再随压力变化，示吸附达到饱和。兰格繆尔方程是具有一定理论基础的吸附等温线方程，假设是单分子层吸附。①当压力（或浓度）很低时，bp<<1,q≈qmbp，即q与p呈直线关系；qp①②qm18最大吸附量qm与朗格缪尔常数b可由实验数据回归求得，气相吸附Langmuir方程可写成以p/q为纵坐标、p为横坐标作图，得一直线，由斜率和截距可求出qm和b。p/qp19(2)Freundlich(弗

6、里德里希)方程气相吸附液相吸附即以lgq对lgp作图得一直线，由直线斜率和截距可以求出a和m。a和m为Freundlich常数，一般a＜1弗里德里希方程是经验方程，其常数a和m没有明确的物理意义。气相吸附方程可变为20qpFreundlichLangmuirLangmuir与Freundlich方程21水中乙醇在分子筛上的吸附等温线水中乙醇在活性炭上的吸附等温线LangmuirFreundlich22(3)Langmuir－Freundlich方程气相吸附液相吸附三个参数qm、a、b可由实验数据的非

7、线性回归求得。一般说来，三参数的Langmuir－Freundlich方程比二参数的Langmuir方程或Freundlich方程能更好地拟合实验数据。23(4)多组分吸附的Langmuir方程二组分气相吸附为例（二组分分别用下标1和2表示）参数qm1、qm2、b1、b2可通过实验数据的回归求得。24五.吸附分离工艺固定床吸附一般为圆柱形立式筒体，在筒体内部支撑格板或多孔板上放置吸附剂颗粒,成为固定吸附剂床层。当欲处理的流体通过时,吸附质被吸附在吸附剂上,其余流体由出口流出。吸附剂吸附接近饱和时，进

8、行脱附（解吸）再生。实际应用中常设置两个或多个吸附器，吸附与脱附在不同的吸附器内轮流进行以实现连续生产。25优点设备结构简单，造价低，吸附剂磨损少。缺点间歇操作，吸附和再生两过程必须周期性切换，是非稳态传质过程。26移动床指吸附剂在吸附塔内由上往下流动（即吸附剂是移动的，而固定床中吸附剂是不动的）。流体则从下往上流动，因而在塔内吸附剂与流体逆流接触，类似于逆流吸收过程。27模拟移动床吸附吸附剂本身不移动，但是原料进口、脱附剂进口、产品出口则在吸附器上按顺序不断向上移动