第四章 吸收及吸附

1、1第四章第四章 吸收與吸附吸收與吸附2本章內(nèi)容4.1 吸收吸收 4.1.1 概述 4.1.2 吸收與解析過(guò)程 4.1.3 多組分吸收和解析過(guò)程分析4.2 吸附吸附 4.2.1 吸附原理和吸附劑 34.1 吸收吸收4.1.1 概述概述吸收吸收-氣體混合物中的一種或多種組分從氣相轉(zhuǎn)移到液相的過(guò)程。解吸解吸-溶質(zhì)從液相中分離出來(lái)轉(zhuǎn)移到氣相的過(guò)程。吸收和解吸為互為逆過(guò)程。吸收是分離氣體混合物的重要方法之一。45 分類分類 吸收劑與溶質(zhì)之間相互作用不同，可分為 物理吸收物理吸收：吸收過(guò)程純屬氣體的溶解過(guò)程。 a 單組分吸收： b 多組分吸收： 吸收過(guò)程有無(wú)熱效應(yīng)，可分為等溫吸收等溫吸收：貧氣吸收（吸收微

2、量氣體）非等溫吸收非等溫吸收：吸收量大時(shí)，一般放熱，產(chǎn)生吸收熱，T ;6吸收過(guò)程的氣液相平衡關(guān)系吸收過(guò)程的氣液相平衡關(guān)系 氣體在液體中的溶解度 平衡問(wèn)題：平衡問(wèn)題：物質(zhì)傳遞的方向和限度；傳質(zhì)速率問(wèn)題：傳質(zhì)速率問(wèn)題：傳質(zhì)推動(dòng)力和阻力。過(guò)程快慢的問(wèn)題。相平衡：相平衡：相間傳質(zhì)已達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡，從宏觀上觀察傳質(zhì)已不再進(jìn)行。氣體吸收涉及到相際傳質(zhì)過(guò)程。7亨利定律亨利定律 當(dāng)氣壓不太高（5*105Pa）時(shí)，在一定的溫度下稀溶液中的溶質(zhì)溶解度與氣相中溶質(zhì)平衡分壓成正比。即*)(HPPfcEPx/* E：亨利常數(shù)Pa H：溶解度常數(shù)Kmol/m2s pa K：相平衡常數(shù)EmEmssssH1ssmEHm

3、xy *K KEPPPm*總K K總PEm K K8化學(xué)吸收：化學(xué)吸收：帶有化學(xué)反應(yīng)的吸收。a 帶有可逆反應(yīng)的吸收帶有可逆反應(yīng)的吸收2H0CH2CH2NH2+C02+H20 ( H0CH2CH2NH3)2C03一乙醇胺 碳酸醇胺汽液平衡關(guān)系的非線形性，而且吸收速率吸收速率又受化學(xué)反應(yīng)速率反應(yīng)速率的影響，分析這類吸收過(guò)程比物理吸收困難。b 帶有不可逆反應(yīng)的吸收帶有不可逆反應(yīng)的吸收 C02+2Na0HNa2C03+H20 H2S+2Na0HNa2S+H20吸收反應(yīng)過(guò)程是連串反應(yīng)或反應(yīng)速度慢時(shí)比較復(fù)雜。9吸收過(guò)程的氣液相平衡關(guān)系吸收過(guò)程的氣液相平衡關(guān)系 氣體在液體中的溶解度 平衡問(wèn)題：平衡問(wèn)題：物質(zhì)

4、傳遞的方向和限度；傳質(zhì)速率問(wèn)題：傳質(zhì)速率問(wèn)題：傳質(zhì)推動(dòng)力和阻力。過(guò)程快慢的問(wèn)題。相平衡：相平衡：相間傳質(zhì)已達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡，從宏觀上觀察傳質(zhì)已不再進(jìn)行。氣體吸收涉及到相際傳質(zhì)過(guò)程。10 為了計(jì)算填料塔高度，必須把傳質(zhì)速度方程式和傳質(zhì)速度方程式和物料平衡方程式物料平衡方程式聯(lián)立求解。計(jì)算的空間基準(zhǔn)為單單位塔截面位塔截面，高為dH的微元體積，其中相界面積為相界面積為adH；由于穩(wěn)定操作，時(shí)間基準(zhǔn)可以任意取t。一一. 物理吸收物理吸收4.1.2 物理吸收和化學(xué)吸收物理吸收和化學(xué)吸收11121314物理吸收：物理吸收：12*YYYYYdYaKVZ12*XXXXXdXaKLZ及G、L為單位塔截面上惰

5、性組分的摩爾流量15反應(yīng)式為反應(yīng)式為A（氣）（氣）+B（液）（液）產(chǎn)品。產(chǎn)品。采用逆流穩(wěn)定操作。采用逆流穩(wěn)定操作。氣相中失去組分氣相中失去組分A的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量=1/b液相中失去組分液相中失去組分B的的物質(zhì)的量物質(zhì)的量=液相中反應(yīng)掉的液相中反應(yīng)掉的A的物質(zhì)的量。的物質(zhì)的量。 其中 宏觀反應(yīng)速度 bB的反應(yīng)系數(shù)與A的反應(yīng)系數(shù)之比。adHrbLdxGdYABAArAr 二二. 化學(xué)吸收化學(xué)吸收16adHrbLdxGdYABA17ATAtdcCLdppG當(dāng)處理稀溶液時(shí)，PtPu CTCU 可得到微分物料平衡方程Bb對(duì)塔內(nèi)任一截面的組分積分, 求得G/Pt (PAPA1) = L/bCT (CBC

6、B1)當(dāng)處理稀溶液時(shí)，填料層的高度H為：18例例1：采用填料塔凈化廢氣。使尾氣中某有害組分的體積分：采用填料塔凈化廢氣。使尾氣中某有害組分的體積分率從率從0.1%降低到降低到0.02%。試比較用純水吸收和采用不同。試比較用純水吸收和采用不同濃度的濃度的B組分溶液化學(xué)吸收時(shí)的塔高?？倝簽榻M分溶液化學(xué)吸收時(shí)的塔高?？倝簽?.01105Pa。（1）已知：）已知：G，L，Pt ，CT, kAG a, kAL a, HA，求填料層高，求填料層高H=?（2）A，B等摩爾反應(yīng)，等摩爾反應(yīng)，CB=800mol/m3, 設(shè)設(shè)kAL=kBL=kL, H=?（3） B為低濃度時(shí)，為低濃度時(shí)，CB=32mol/m3,

7、 其余情況與上相同，其余情況與上相同， H=？（4） B為中等濃度時(shí)，為中等濃度時(shí)， CB=128mol/m3,其余情況與上相其余情況與上相同，同， H=？19ATAtdcCLdppGPT=1.01105Pa, PA1= 20Pa, PA2=100Pa20akHakaKAAAGAG111氣相總傳質(zhì)系數(shù) PA=20 PA CA=0 PA*=HACA =0得操作線方程為：PA1=20 PA CA1=0; PA2=100 PA CA2=6.4mol/m321塔頂： 塔底： (2) CB 高時(shí)氣相傳質(zhì)控制22塔頂： 塔底： 液膜傳質(zhì)控制23 塔頂： 塔底： 24 結(jié)論結(jié)論: 1 氣相反應(yīng)速率較慢，由較

8、慢的控制。 2 反應(yīng)在液相內(nèi)進(jìn)行，為液相控制。BBAAGaCkapk1化學(xué)吸收可以大大降低塔的高度，而物理吸收塔過(guò)高，不能夠?qū)崿F(xiàn)。 化學(xué)吸收化學(xué)吸收aCkapkBAAG1B254.1.3 多組分吸收和解吸過(guò)程分析多組分吸收和解吸過(guò)程分析 吸收吸收 多組分吸收和精餾都是傳質(zhì)過(guò)程，有共同點(diǎn)也有區(qū)別。 共同點(diǎn)：共同點(diǎn)：不能對(duì)所有組分規(guī)定分離要求，只能對(duì)吸收和解吸操作關(guān)鍵作用的組分即關(guān)鍵組分關(guān)鍵組分規(guī)定分離要求。吸收操作中必須控制其分離要求的組分稱為控制其分離要求的組分稱為關(guān)鍵組分關(guān)鍵組分。吸收塔的吸收塔的Na=1 ，吸收塔只有一個(gè)關(guān)鍵組分。吸收塔只有一個(gè)關(guān)鍵組分。26關(guān)鍵組分關(guān)鍵組分 多組分吸收（物

9、理吸收）時(shí)，各組分是 1. 在同一塔體內(nèi)進(jìn)行吸收，N理相同；2. L/V相同。 各組分的吸收量由它們各自的揮發(fā)度或各組分的吸收量由它們各自的揮發(fā)度或Ki 所決定，而所決定，而且相互之間有一定的關(guān)系。且相互之間有一定的關(guān)系。所以不能對(duì)所有組分規(guī)定分離要求，而指定某一組分的分離要求，由其分離要求確定N理，而且N理已確定其它組分的分離要求隨之而確定。27區(qū)別區(qū)別/41、精餾塔是一處一處進(jìn)料，塔頂和塔釜出料； 吸收塔或解吸塔是兩處兩處進(jìn)料、兩處出料，相當(dāng)于復(fù)雜塔。2、精餾過(guò)程中有的物系可當(dāng)作理想物系理想物系，在吸收中吸收劑與溶質(zhì)的沸點(diǎn)差較大，有的甚至在臨界溫度以上進(jìn)行吸收。是溶質(zhì)的溶解過(guò)程，故不能視為

10、理想系不能視為理想系，氣液關(guān)系比較復(fù)雜。 283、精餾操作是雙向傳質(zhì)雙向傳質(zhì)：汽相中的重組分冷凝進(jìn)入液相，汽液；液相中的輕組分汽化進(jìn)入汽相，液汽；傳質(zhì)過(guò)程往兩個(gè)方向兩個(gè)方向進(jìn)行。如果各組分的Hv 相近時(shí)，成立恒摩爾流的假設(shè)成立恒摩爾流的假設(shè)，使計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)化。而吸收吸收只是氣相中的某些組分溶解到不揮發(fā)的吸收劑中去的單相傳質(zhì)過(guò)程。單相傳質(zhì)過(guò)程。一般沿塔從上往下，氣體量、液體量增加。除了貧氣吸收（吸收質(zhì)量很小）外不能不能視為恒摩爾流。視為恒摩爾流。 294、氣體中易溶組分溶到吸收劑中時(shí)，有溶解熱效應(yīng)，由于是單相傳質(zhì)，這一熱效應(yīng)就會(huì)使液相和氣相的熱效應(yīng)就會(huì)使液相和氣相的溫度上升溫度上升。吸收塔溫度變化

11、主要取決于熱量平衡，這使得吸收塔的溫度分布比較復(fù)雜。而精餾過(guò)程中，往往可認(rèn)為氣相中較重組分冷凝時(shí)放出的熱量，正好用來(lái)使液相中輕組分汽化，不會(huì)不會(huì)由于相變時(shí)的潛熱而引起溫度的變化引起溫度的變化。30解吸解吸(脫吸脫吸)解吸過(guò)程也是單相傳質(zhì)過(guò)程，但傳質(zhì)的方向與吸收相反。解吸過(guò)程也是單相傳質(zhì)過(guò)程，但傳質(zhì)的方向與吸收相反。吸收中的所有方法在這里都適用，只是： 溶質(zhì)從液相傳遞到氣相，氣相物質(zhì)不進(jìn)入液相； 2. 逆流操作時(shí), 塔頂為濃端, 塔底為稀端； 3. 以回收溶劑為目的時(shí)，可用惰性氣體，但不易得到純?nèi)苜|(zhì)； 以得到純?nèi)苜|(zhì)為目的時(shí)，若溶質(zhì)不溶于水，則1. 可用水蒸氣，最后冷凝分層分離。脫脫吸吸塔塔X1X

12、2Y2Y1解吸主要用于兩個(gè)方面： 1、用于回收吸收劑。、用于回收吸收劑。 2、獲取被吸收的組分。、獲取被吸收的組分。31二、解吸方法溫度增大，壓強(qiáng)降低，L減小，V增大對(duì)解吸有利。解吸劑作用下的解吸過(guò)程解吸劑作用下的解吸過(guò)程 （1）使用惰性氣體或貧氣的解吸 （2）直接蒸氣解吸 （3）間接蒸氣加熱解吸 （4）多種方法結(jié)合解吸324.1.4 多組分吸收和解吸的多組分吸收和解吸的簡(jiǎn)捷簡(jiǎn)捷計(jì)算法計(jì)算法 在多級(jí)逆流吸收中由于吸收是一個(gè)放熱放熱過(guò)程，因此吸收劑和富氣通常都在低于塔的平均操作溫度下進(jìn)入塔內(nèi)。 12n-1nn+1Nvnln-1原料氣Vn+1吸收液LN尾氣V1L0吸收劑吸收模型33一一. 吸收因子

13、法吸收因子法1) 吸收因子吸收因子 A任一組分的相平衡關(guān)系可表示為 yi=mxi 式中 yi氣相中組分i的摩爾分?jǐn)?shù) xi液相中組分i的摩爾分?jǐn)?shù) m組分的相平衡常數(shù)y=v/Vx=l/L式中l(wèi)液相中組分i的摩爾流量 L液相的（總）摩爾流量 v氣相中組分i的摩爾流量 V氣相的（總）摩爾流量l=Aiv 34 2) Horton-Franklin(哈頓哈頓-富蘭可林富蘭可林)方程方程第j級(jí)作組分i的物料衡算有ij,i1,ji1,- jij,v-vl -l假定圖所示的吸收塔的每一塊板均為一個(gè)平衡級(jí)，則對(duì)于組分i可導(dǎo)得：1j1 - j1 - j1jjAvAvv+112n-1nn+1Nvnln-1原料氣Vn+

14、1吸收液LN尾氣V1L0吸收劑吸收模型35j=1時(shí)，有 1AvAvv1002i1,000lvA1Alvv1021l0為吸收劑組分的摩爾流量。j=2時(shí)，1AvAvv21132(9-2)式(9-2)代入整理得1AAAlA1)v(Av221013121AAAAAAlAA1)vAA(Av332321021422131AAAAAAAlAAA1)vAAAAAA(AvNN32N2101 -N211N1 -N1 -N321 -N21N36對(duì)全塔進(jìn)行物料衡算，有 011NNlv-vlN011NNAlv-vv1AAAAAAAA1AAAAAAAvl- 1AAAAAAAAAAAAAAvv-vNN32N321NN43N

15、321N0NN32N21NN32N211N11N整理得該式關(guān)聯(lián)了吸收率、吸收因子和平衡級(jí)數(shù)吸收率、吸收因子和平衡級(jí)數(shù)，稱為漢頓（漢頓（Horton）-富蘭克林（富蘭克林（Franklin）方程）方程。 (9-3)37二二. 平均吸收因子法平均吸收因子法 a 假設(shè)假設(shè)： 各板的吸收因子相同各板的吸收因子相同，并用全塔的平均吸收因子代替各板的A。 液氣比液氣比L/V采用塔頂和塔底條件下的平均值采用塔頂和塔底條件下的平均值或L0/VN+1; 用全塔的平均溫度全塔的平均溫度計(jì)算相平衡常數(shù)m。 由以上假設(shè)可以看出，此種方法適用于低濃度（貧氣）吸收。高濃度（富氣）吸收時(shí)，溶解熱較大，溫升高，不適用。、A、

16、N 的關(guān)系的關(guān)系38b 公式推導(dǎo)：公式推導(dǎo)：A1=A2=A#=AN=A, 代入式(vN+1 -v1)/ vN+ 1 =1.2121AAAAAAAANNNNNN10Nvl1.1.2121AAAAAAANNNNN - （） =1.2121AAAAAAAANNNNNN -AvlN10 - （ 1.2121AAAAAAAANNNNNN） =（1-AvlN 10） 1.2121AAAAAAAANNNNNN11AA（ ） =（1-AvlN 10） （111NNAAA）l0=Av0 39 (vN+1 -v1)/ v N+ 1=(1- )( ) =( )( ) 10Nvv111NNAAA101NNvvv111

17、NNAAA111NNAAA(vN+1 -v1)/ (vN+ 1-v0)= 式中：v0=A0l0是與進(jìn)料吸收劑中某一吸收質(zhì)成平衡的氣相組分的摩爾分率；vN+1-v0i組分的最大可能的吸收量，v1v0 組分最大可能吸收量組分的吸收量ii(vN+1 -v1)/ (vN+ 1-v0)=-相對(duì)吸收率相對(duì)吸收率= = 克列姆塞爾克列姆塞爾(Kremser)方程方程40當(dāng)進(jìn)塔吸收劑中不含吸收質(zhì)時(shí)， v0=0 (vN+1 -v1)/ vN+ 1=-吸收率吸收率AN+1= 1A1A(N+1)lgA=lg1AN= lg/ lgA 1 K 分離要求給定的分離要求給定的，為已知條件。為已知條件。AK=（L/V）/m=

18、操作線斜率操作線斜率/平衡線斜率（由平衡線斜率（由T,P確定）確定） 111NNAAA=41c) L/V的求法的求法 最小液氣比（L/V）min的計(jì)算 N時(shí)，由吸收因子圖看出，L/V最小 =A（P127）, 適宜的液氣比: L/V=(1.2 2) （L/V）min d 非關(guān)鍵組分的吸收率計(jì)算非關(guān)鍵組分的吸收率計(jì)算所有組分在同一個(gè)塔內(nèi)吸收各組分與關(guān)鍵組分N理、L/V相同。流體性質(zhì)相似時(shí)，各組分的板效率近似相等。各組分具有相同的N理。 （由A的定義得）（L/V）min=m 42f ) 平均吸收因子法的計(jì)算步驟平均吸收因子法的計(jì)算步驟選關(guān)鍵組分，確定 K；N時(shí), K=AK, 求（L/V）min，求L

19、/V; 由m求AK (烴類的m查P-T-K圖)由AK , K 求N理；求非關(guān)鍵組分的Ai 或求 I;由塔的物算求L0,LN ,y1i ,V1 。 43 三三. 蒸出因子法蒸出因子法 解吸為吸收的逆過(guò)程，吸收的計(jì)算方法都可以引用來(lái)計(jì)算解吸過(guò)程。參數(shù)的定義不同： 吸收因子 A=（L/V） /m 解吸因子 S=1/A=mV/L吸收 l=Av 解吸 v=Sl相對(duì)吸收率 (vN+1 -v1)/ (vN+ 1-v0)=相對(duì)蒸出率=0111llllNN 44N-1n+1nn-11vnln-1惰性氣體V0,yo解吸液L1，x1解吸氣(L)N+1 吸收液解吸模型N(V)N對(duì)于塔板序號(hào)由下而上計(jì)算的逆流解吸塔可以

20、導(dǎo)出： 111NNlll1.32213221NNNNNNSSSSSSSSSSSSSS=1N0lv1.1.32214332NNNNNNSSSSSSSSSSSSSS-（） 式中：v0進(jìn)塔（惰性氣體）氣體中 溶質(zhì)組分的流率；=45四四. 平均解吸因子法平均解吸因子法解吸劑用量較大，V/L 變化不大，溫度變化小時(shí)可使用 用全塔的平均解吸因子代替Sn。即S1=S2=SN=S)() l0=v0/S ,l0與v0成平衡時(shí)液相中的溶質(zhì)摩爾分率。 C0=所解吸的 i組分量/最大可能解吸的i組分量。當(dāng)v0=0 ,l0=0。 SCCSlg1lg00 N= - 1 0111llllNN111NNSSS=()=C0 -

21、111NNlll10NSlv111NNSSS=(1-46多組分多級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算多組分多級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算簡(jiǎn)捷計(jì)算法只能適用于：初步設(shè)計(jì)。嚴(yán)格計(jì)算法能完成最終設(shè)計(jì)，可確定：Tj, Pj, Lj, Vj, yij, xij, Qj 。嚴(yán)格計(jì)算法的核心是聯(lián)立求解：物算式、相平衡關(guān)系式、熱算式。這些關(guān)系式都非線性，一般手算是困難的。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)與應(yīng)用，對(duì)于多組分多級(jí)分離的計(jì)算產(chǎn)生了顯著影響，用程序化的方法求解聯(lián)立方程組。47吸收設(shè)備吸收設(shè)備: : 填充床（填充床（packed column reactor) )LLGG用于氣液反應(yīng)時(shí)，也可以并流操作用于氣液反應(yīng)時(shí)，也可以并流操作填料塔的塔體橫截面有圓形

22、，矩形及多邊形等，但絕大部分是圓形。48 一、填料塔適用性及分類一、填料塔適用性及分類 適用于：適用于： 1. 真空操作的精餾，產(chǎn)生泡沫的物料。真空操作的精餾，產(chǎn)生泡沫的物料。 填料對(duì)泡沫有限制和破碎的作用。 2. 對(duì)于超小型的塔填料塔更有優(yōu)勢(shì)對(duì)于超小型的塔填料塔更有優(yōu)勢(shì),塔徑在塔徑在2.5以下。以下。 對(duì)于塔徑在2.5以上，一般選擇板式塔。 3. 對(duì)于高腐蝕性的物料精餾。對(duì)于高腐蝕性的物料精餾。 但冷卻移除反應(yīng)熱或溶解熱時(shí)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。板式塔不宜堵塞，填料塔則不然，所以有串連的做法。49單純吸收流程當(dāng)吸收劑與被吸收組分一起作為產(chǎn)品吸收劑使用之后不需要解吸，只有吸收塔只有吸收塔而沒(méi)有解吸塔。而

23、沒(méi)有解吸塔?？煞譃閱嗡淮挝蘸投嗨?lián)吸收。4.1.5 吸收和解吸過(guò)程吸收和解吸過(guò)程50吸收塔解析塔循環(huán)吸收劑解吸用氣體H20或惰性氣體再沸解析塔循環(huán)解吸劑進(jìn)口氣體吸收塔補(bǔ)充吸收劑補(bǔ)充吸收劑(b)(a)伴有吸收劑回收的流程圖氣體進(jìn)口吸收吸收解吸法的工藝流程解吸法的工藝流程51 解吸有三種方法：解吸有三種方法： 加熱加熱，因溫度升高，溶解度降低； 減壓減壓，因壓力降低，溶解度降低； 惰性氣體與溶液逆流接觸惰性氣體與溶液逆流接觸(氣提法氣提法)，一般采用過(guò)熱蒸汽，一方面由于較高溫度較高溫度，另一方面由于惰性氣體可以降低溶質(zhì)氣體的分壓分壓，從而帶出溶質(zhì)氣體。524.2 吸附吸附4.2.1 吸附原理

24、和吸附劑吸附原理和吸附劑 吸附：吸附：某些固體有選擇性地從溶液（氣體、液體混合物）中把某些組分凝聚到其它表面其它表面（而達(dá)到分離目的）的一種物理化學(xué)現(xiàn)象。 吸附劑：用其表面吸附氣相或液相中物質(zhì)的固體。 吸附質(zhì)：被吸附劑所吸附的流體分子。 吸附現(xiàn)象是一種非均相過(guò)程。5354吸附機(jī)制：吸附機(jī)制： 固體表面分子(或原子)處于特殊的狀態(tài)。固體內(nèi)部分子所受的力是對(duì)稱的，故彼此處于平衡。界面分子的力場(chǎng)是不飽和的，即存在一種固體的表面力，它能從外界吸附分子、原子、或離子，并在吸附表面上形成多分子層或單分子層。大多數(shù)固體比液體具有更高的表面能。干燥劑、防大多數(shù)固體比液體具有更高的表面能。干燥劑、防毒面具、脫色

25、劑、色譜、污水處理、催化劑、毒面具、脫色劑、色譜、污水處理、催化劑、55 吸附與吸收的區(qū)別：吸附與吸收的區(qū)別：吸收時(shí)液相中的分子是基本上均勻分散均勻分散的。而吸附，吸附劑固體表面與內(nèi)部所受的力不對(duì)成，表面有過(guò)剩的力，能吸引分子。所以吸附只在固體表面固體表面上進(jìn)行上進(jìn)行，形成一層吸附層（吸附膜）。吸附是固體表面現(xiàn)象吸附是固體表面現(xiàn)象，只有具有較大內(nèi)表面的固體才具有吸附能力。吸附劑都是多孔性的物質(zhì)，具有內(nèi)表面，且內(nèi)表面積外表面積內(nèi)表面積外表面積。 56吸附熱：吸附過(guò)程是放熱過(guò)程吸附過(guò)程是放熱過(guò)程，就成為該物質(zhì)在此固體表面上的吸附熱。吸附熱與吸附劑、吸附質(zhì)有關(guān)。 57吸附法的特點(diǎn)：吸附法的特點(diǎn)：常用

26、于從稀溶液中將溶質(zhì)分離出來(lái)，由于受固常用于從稀溶液中將溶質(zhì)分離出來(lái)，由于受固體吸附劑的限制，體吸附劑的限制，處理能力較小處理能力較?。粚?duì)溶質(zhì)的作用較小對(duì)溶質(zhì)的作用較小，這一點(diǎn)在蛋白質(zhì)分離中特，這一點(diǎn)在蛋白質(zhì)分離中特別重要；別重要；可直接可直接從發(fā)酵液中分離所需的產(chǎn)物從發(fā)酵液中分離所需的產(chǎn)物，成為發(fā)酵，成為發(fā)酵與分離的耦合過(guò)程，從而可消除某些產(chǎn)物對(duì)微與分離的耦合過(guò)程，從而可消除某些產(chǎn)物對(duì)微生物的抑制作用；生物的抑制作用；溶質(zhì)和吸附劑之間的相互作用及吸附平衡關(guān)系溶質(zhì)和吸附劑之間的相互作用及吸附平衡關(guān)系通常是通常是非線性關(guān)系非線性關(guān)系，故設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)的，故設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)的工作量較大。工作量

27、較大。58優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 有機(jī)溶劑摻入少有機(jī)溶劑摻入少 操作簡(jiǎn)便，安全，設(shè)備簡(jiǎn)單操作簡(jiǎn)便，安全，設(shè)備簡(jiǎn)單 pHpH變化小，適于穩(wěn)定性差的物質(zhì)變化小，適于穩(wěn)定性差的物質(zhì)缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 選擇性差選擇性差 收率低收率低 無(wú)機(jī)吸附劑性能不穩(wěn)定無(wú)機(jī)吸附劑性能不穩(wěn)定 不能連續(xù)操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大不能連續(xù)操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大 碳粉等吸附劑有粉塵污染碳粉等吸附劑有粉塵污染5960物理吸附物理吸附 吸附質(zhì)和吸附劑之間的作用力：吸附質(zhì)和吸附劑之間的作用力：范德華力范德華力。 定向力定向力: :極性分子之間靜電力極性分子之間靜電力. .由極性分子的永久偶由極性分子的永久偶極距產(chǎn)生極距產(chǎn)生. . 誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力：極性與非極性之間引力：

28、極性與非極性之間引力. .極性分子產(chǎn)生的電極性分子產(chǎn)生的電場(chǎng)作用會(huì)誘導(dǎo)非極性分子極化場(chǎng)作用會(huì)誘導(dǎo)非極性分子極化, ,產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極距產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極距. . 色散力色散力：非極性分子之間引力非極性分子之間引力. .瞬時(shí)偶極距瞬時(shí)偶極距. . 61物理吸附與化學(xué)吸附比較物理吸附與化學(xué)吸附比較物理吸附：物理吸附：1) 在固體表面上發(fā)生分子吸附是靠范德華力范德華力，選擇性差。2) 是可逆過(guò)程可逆過(guò)程。T 對(duì)吸附有利，T 對(duì)脫附有利。吸附劑可以再生使用。3) 吸附熱小吸附熱小。一般20KJ/mol 左右,吸附速率隨溫度的變化不顯著，低溫下也相當(dāng)快。4)物理吸附，低壓時(shí)為單分子層單分子層，高壓時(shí)為多分子層。6

29、2化學(xué)吸附：化學(xué)吸附：1) 吸附是靠化學(xué)親和力化學(xué)親和力；吸附選擇性物理吸附；吸附選擇性物理吸附；2) 一般化學(xué)吸附是不可逆過(guò)程不可逆過(guò)程, 用得較少;3) 化學(xué)吸附熱大于物理吸附熱化學(xué)吸附熱大于物理吸附熱，一般8442 KJ/mol。化學(xué)吸附速率隨溫度的變化顯著，需要活化過(guò)程；4)化學(xué)吸附為單分子層；63吸附劑吸附劑對(duì)吸附劑的要求：) 具有很大的表面積具有很大的表面積。硅膠300m2/g; 活性炭1000 m2/g;x型分子篩1030 m2/g； ) 活性高?；钚愿?。吸附量單位體積或單位質(zhì)量吸附劑； ) 選擇性高選擇性高； ) 要有較好的機(jī)械強(qiáng)度和物理性質(zhì)； ) 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定

30、性； ) 制造簡(jiǎn)單，價(jià)廉，來(lái)源豐富。64工業(yè)用吸附劑的種類) 各種活性炭活性炭; 2) 硅膠硅膠：是粒狀無(wú)晶形氧化硅，其化學(xué)式是SiO2.nH2O;) 活性氧化鋁活性氧化鋁：化學(xué)式為Al2O3.nH2O。其表面積為250 m2/g4) 分子篩分子篩 MeX/n(AlO2)x(SiO2)y.mH2O5） 高分子樹脂高分子樹脂（聚酰胺、大空吸附樹脂）聚酰胺、大空吸附樹脂）6) 各種天然活性礦產(chǎn)品天然活性礦產(chǎn)品，活性土活性土（漂白土等）。 其表面積為150250 m2/g; 65 66 67 對(duì)極性物質(zhì)的親和力強(qiáng)于弱極性物質(zhì)。對(duì)極性物質(zhì)的親和力強(qiáng)于弱極性物質(zhì)。 溶劑極性弱，吸附劑對(duì)溶質(zhì)吸附力強(qiáng)，溶劑

31、極性弱，吸附劑對(duì)溶質(zhì)吸附力強(qiáng)，溶劑極性增強(qiáng)，吸附劑對(duì)溶質(zhì)吸附力弱。溶劑極性增強(qiáng)，吸附劑對(duì)溶質(zhì)吸附力弱。溶質(zhì)被硅膠、氧化鋁吸附，當(dāng)加入極性溶質(zhì)被硅膠、氧化鋁吸附，當(dāng)加入極性較強(qiáng)的溶劑時(shí)，又可被后者置換洗脫下來(lái)。較強(qiáng)的溶劑時(shí)，又可被后者置換洗脫下來(lái)。683） 分子篩分子篩化學(xué)通式：是結(jié)晶性的硅鋁酸鹽硅鋁酸鹽的晶體人工合成的產(chǎn)物。 化學(xué)通式為MeX/n(AlO2)x(SiO2)y.mH2O 式中：x/n 價(jià)數(shù)為n的金屬陽(yáng)離子數(shù)； Me 金屬如K ,Na ,Ca; m 結(jié)晶水的摩爾數(shù)。69分子篩的分類分子篩的分類a 結(jié)晶中SiO2AlO2的摩爾比不同，孔徑的大小不同，分為A、X、Y型。型號(hào)SiO2Al

32、O2（y/x） 孔徑，A0 A 2 3-5 X 2.3-3.3 8-10 Y 3.3-6 10b 同一類型的分子篩，金屬離子不同，其尺寸有差別。70 分子篩的吸附特點(diǎn)分子篩的吸附特點(diǎn)1) 分子篩只能吸附直徑小于其孔徑的分子。這就把大把大小不同的分子分開小不同的分子分開了。很象過(guò)篩子一樣，是篩篩分子的篩子分子的篩子，故稱分子篩。如A 分子篩孔徑為.0 3.3A0,只能通過(guò)H2 ,O2 ,N2 ,H2O等。2) 分子篩是一種極性吸附劑極性吸附劑，對(duì)極性分子具有較大對(duì)極性分子具有較大的親和力。的親和力。如4A分子篩按分子大小通過(guò)H2 ,H2O，C10,C20等，但H2O極性最大，首先吸附水。713)

33、 分子的不飽和程度越大，越易被分子篩所吸附不飽和程度越大，越易被分子篩所吸附。吸附能力C2 C2= C20 炔烴烯烴烷烴在滿足上述條件下，Tb ,M 越不易被吸附。H2的M最小，Tb=-252.8,不易被吸附。4) 分子篩對(duì)水的吸附能力較大分子篩對(duì)水的吸附能力較大，裂解氣的分離中可以深度干燥脫水。使水含量小到ppm的數(shù)量級(jí)中。PH2O高時(shí)硅膠、活性氧化鋁對(duì)水的吸附容量較高，PH2O低時(shí)分子篩對(duì)水的吸附容量較高，所以可以設(shè)計(jì)串聯(lián)流程。72分子篩的出現(xiàn)，大大開拓了使用吸附分離的領(lǐng)域，常用于吸附分離的分子篩有3A,4A,13X,10X等，比表面積為1000m2/g左右，孔徑為3A0-10A0,用于用

34、于深度干燥、制氫和富氧、混合二甲苯分離等。深度干燥、制氫和富氧、混合二甲苯分離等。 7374755. 大孔吸附樹脂：大孔吸附樹脂： 大孔吸附樹脂是一種大孔吸附樹脂是一種沒(méi)有可解離基團(tuán)沒(méi)有可解離基團(tuán)具有具有大孔大孔結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的高分子吸附劑。分為的高分子吸附劑。分為非極性非極性與與中等極性中等極性兩類。兩類。76 交換吸附交換吸附極性吸附極性吸附: 吸附劑表面如為極性分子所組成，則會(huì)吸吸附劑表面如為極性分子所組成，則會(huì)吸引溶液中逞相反極性的物質(zhì)或離子而形成雙電層，這引溶液中逞相反極性的物質(zhì)或離子而形成雙電層，這種吸附稱為極性吸附。種吸附稱為極性吸附。 離子交換離子交換: : 在吸附劑與溶液間發(fā)生離子

35、交換，即吸附在吸附劑與溶液間發(fā)生離子交換，即吸附劑吸附離子后，它同時(shí)要放出等當(dāng)量的離子于溶液中。劑吸附離子后，它同時(shí)要放出等當(dāng)量的離子于溶液中。 吸附劑表面鍵合的離子基團(tuán)或可離子化基團(tuán)吸附劑表面鍵合的離子基團(tuán)或可離子化基團(tuán), ,通過(guò)通過(guò)靜電引力吸附帶有相反電荷的離子靜電引力吸附帶有相反電荷的離子, ,吸附過(guò)程發(fā)生電吸附過(guò)程發(fā)生電子轉(zhuǎn)移子轉(zhuǎn)移. .77大網(wǎng)格聚合物吸附劑大網(wǎng)格聚合物吸附劑大網(wǎng)格聚合物吸附劑的類型和結(jié)構(gòu)大網(wǎng)格聚合物吸附劑的類型和結(jié)構(gòu)按骨架的極性強(qiáng)弱：按骨架的極性強(qiáng)弱：非極性系列非極性系列：苯乙烯：苯乙烯- -二乙烯苯，芳香族吸附劑二乙烯苯，芳香族吸附劑中等極性中等極性：甲基丙烯酸酯

36、，脂肪族吸附劑：甲基丙烯酸酯，脂肪族吸附劑78大網(wǎng)格聚合物吸附劑的合成大網(wǎng)格聚合物吸附劑的合成步驟：聚合：高分子聚合：?jiǎn)误w，交聯(lián)劑，引發(fā)劑， 制孔劑和分散劑。懸浮聚合和乳液聚合。修飾：在基質(zhì)表面鍵合所需的功能基團(tuán)。舉例：懸浮聚合法制備多孔高分子微球。79介質(zhì)A（1,000 ) 介質(zhì)A（10,000 )介質(zhì)B（1,000 ) 介質(zhì)B（10,000 )80應(yīng)用應(yīng)用: 脫色脫色:食品等食品等. 水中溶解度小的生化產(chǎn)品的吸附水中溶解度小的生化產(chǎn)品的吸附:維生素維生素B12;脂溶性的抗生素脂溶性的抗生素:四環(huán)素四環(huán)素, 土霉素土霉素,紅霉素紅霉素,大環(huán)內(nèi)脂類大環(huán)內(nèi)脂類. 污水處理污水處理: 色譜柱的載體

37、色譜柱的載體:81 活性炭的制造活性炭的制造 高溫炭化高溫炭化 活化活化,800900木材、煤、果殼木材、煤、果殼 炭渣炭渣 活性炭活性炭 隔絕空氣，隔絕空氣，600 活化劑：活化劑：ZnCl2 蒸汽高溫活化蒸汽高溫活化 粉末狀活性炭粉末狀活性炭 粒狀活性炭（園柱狀、球狀），粒徑粒狀活性炭（園柱狀、球狀），粒徑24mm 棒狀活性炭：棒狀活性炭：50mm，L=255mm 82吸附劑的性能表征吸附劑的性能表征 化學(xué)成分化學(xué)成分 材料結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu) 比表面積：?jiǎn)挝毁|(zhì)量物體所具有的表面積比表面積：?jiǎn)挝毁|(zhì)量物體所具有的表面積(m(m2 2/g) /g) 測(cè)量方法：測(cè)量方法：BETBET法法 一般采用B.E

38、.T(Brunueer-Emmett-Teller)法：在液氮溫度下(-196C)，用吸附劑吸附氮?dú)?，在吸附劑表面形成單分子吸附層，測(cè)定氮?dú)獾奈襟w積vm(cm3/g)，計(jì)算比表面積a(cm2/g):N-阿弗加德羅常數(shù)，s-被吸附分子的橫截面積，在-196C 氮?dú)夥肿拥膕 = 1.6210-15 cm2。83 平均孔徑、或平均粒度平均孔徑、或平均粒度, , 及其分布，孔隙率及其分布，孔隙率 測(cè)量方法：壓汞法測(cè)量方法：壓汞法 孔徑及分布測(cè)定：孔徑及分布測(cè)定：吸附劑的孔徑及分布可采用水銀壓入法，利用汞孔度計(jì)測(cè)定。當(dāng)壓力升高時(shí)，水銀可進(jìn)入到細(xì)孔中，壓力p與孔徑d的關(guān)系為-水銀的表面張力(0.48N/

39、m2)，-水銀與細(xì)孔壁的接觸角(=140)。通過(guò)測(cè)定水銀體積與壓力之間的關(guān)系即可求出孔徑的分布情況。8485 活性炭的細(xì)孔構(gòu)造和分布活性炭的細(xì)孔構(gòu)造和分布 1.比表面積比表面積 每每克克活性炭所具有的表面積?；钚蕴康谋缺砻娣e活性炭所具有的表面積。活性炭的比表面積為：為：5001700m5001700m2 2/g/g，99.9%99.9%的表面積，在多孔結(jié)構(gòu)顆的表面積，在多孔結(jié)構(gòu)顆粒的內(nèi)部。粒的內(nèi)部。 2. 2.細(xì)孔構(gòu)造細(xì)孔構(gòu)造 小孔：小孔：2nm2nm，0.150.90mL/g0.150.90mL/g，占比表面積的，占比表面積的95%95%以上，起吸附作用，吸附量以上，起吸附作用，吸附量以小孔

40、吸附為主以小孔吸附為主。 86 過(guò)渡孔：過(guò)渡孔：2 2100nm100nm，0.020.020.10mL/g0.10mL/g，占比表面，占比表面積積5%5%，吸附量不大，起吸附作用和通道作用。吸附量不大，起吸附作用和通道作用。大孔：大孔：1001000nm，0.20.5mL/g，占比表，占比表面積很小，面積很小，吸附量小，提供通道吸附量小，提供通道。 87 其他類型的吸附其他類型的吸附 疏水作用吸附疏水作用吸附 鹽析吸附鹽析吸附 親和吸附親和吸附 染料配位體吸附染料配位體吸附 免疫吸附免疫吸附 固定金屬螯合吸附固定金屬螯合吸附 羥基磷灰石吸附羥基磷灰石吸附884.2.2 吸附平衡理論吸附平衡理

41、論 吸附是一種平衡分離方法吸附是一種平衡分離方法，根據(jù)不同溶質(zhì)在液固，根據(jù)不同溶質(zhì)在液固兩相間分配平衡的差別實(shí)現(xiàn)分離。兩相間分配平衡的差別實(shí)現(xiàn)分離。 當(dāng)溶質(zhì)在液固兩相間達(dá)到吸附平衡時(shí)，吸附劑上當(dāng)溶質(zhì)在液固兩相間達(dá)到吸附平衡時(shí)，吸附劑上的的平衡吸附質(zhì)濃度平衡吸附質(zhì)濃度q q是液相游離溶質(zhì)濃度是液相游離溶質(zhì)濃度c c和溫度和溫度T T的函數(shù)。的函數(shù)。 吸附等溫線吸附等溫線 當(dāng)當(dāng)溫度溫度一定時(shí)，平衡吸附量一定時(shí)，平衡吸附量q q與液相游離溶質(zhì)濃度與液相游離溶質(zhì)濃度c c之間的函數(shù)關(guān)系稱為吸附等溫線。之間的函數(shù)關(guān)系稱為吸附等溫線。89Adsorption curves 通常固定一個(gè)變量，求出另外兩個(gè)變

42、量之間的通常固定一個(gè)變量，求出另外兩個(gè)變量之間的關(guān)系，例如：關(guān)系，例如：(a)T=常數(shù)，常數(shù)，q = f (p)，得吸附等溫線。，得吸附等溫線。(b)p=常數(shù)，常數(shù)，q = f (T)，得吸附等壓線。，得吸附等壓線。(c)q=常數(shù)，常數(shù)，p = f (T)，得吸附等量線。，得吸附等量線。90a) 常見(jiàn)吸附平衡等溫線常見(jiàn)吸附平衡等溫線1.Henry型 （線性）：q =mc 在低濃度范圍內(nèi)成立在低濃度范圍內(nèi)成立2. Freundlich型 （非線性）q=kc適于中等濃度吸附適于中等濃度吸附3. Langmuir型（非線性）單分子吸附層單分子吸附層qm：飽和吸附量；Kd：吸附平衡的解離常數(shù)4. Re

43、ctangle 型：親和吸附91Langmuir 吸附平衡吸附平衡 理論基礎(chǔ)：吸附劑上存在許多活性位點(diǎn)，每個(gè)活性位點(diǎn)具有相同的能量，只能吸附一個(gè)分子，并且被吸附的分子間無(wú)相互作用，從而形成單分子吸附層單分子吸附層。 92 BET公式（多層吸附）公式（多層吸附） 取倒數(shù)：取倒數(shù)： 式中: qo單分子吸附層的飽和吸附量,g/g Cs吸附質(zhì)的飽和濃度,g/L B常數(shù)；C平衡濃度，g/L SsCCBCCBCqq/) 1(1)(0SSCCBqBBqqCCC 0011)(93 BETBET公式包括了朗謬爾公式：公式包括了朗謬爾公式： 設(shè)設(shè) ， 且且CCCCs s，則，則BETBET公式可寫成：公式可寫成：

44、令令a=1/ma=1/m，b=qb=qo o 朗謬爾式朗謬爾式 mCBsmCCqmSCCmCSCCqmSCSCCmSCCSCCqmSCq/10/1)/(10/1)/(1)(0/ acabcq 194 BET公式可以適應(yīng)更廣泛的吸附現(xiàn)象。公式可以適應(yīng)更廣泛的吸附現(xiàn)象。吸附量吸附量q是選擇吸附劑和吸附設(shè)備的重要參數(shù)，是選擇吸附劑和吸附設(shè)備的重要參數(shù)，q決定吸附劑再生周期的長(zhǎng)短，決定吸附劑再生周期的長(zhǎng)短，q越大，再生周期越大，再生周期越長(zhǎng)，再生劑用量及其費(fèi)用越小。越長(zhǎng)，再生劑用量及其費(fèi)用越小。q通過(guò)吸附試通過(guò)吸附試驗(yàn)來(lái)確定。驗(yàn)來(lái)確定。 95 吸附過(guò)程一般分為吸附過(guò)程一般分為3個(gè)階段：個(gè)階段： 1.液

45、膜擴(kuò)散（顆粒外部擴(kuò)散）階段液膜擴(kuò)散（顆粒外部擴(kuò)散）階段 2.顆粒內(nèi)部擴(kuò)散階段顆粒內(nèi)部擴(kuò)散階段 3.吸附反應(yīng)階段吸附反應(yīng)階段：吸附質(zhì)被吸附在細(xì)孔內(nèi)表面上。：吸附質(zhì)被吸附在細(xì)孔內(nèi)表面上。 吸附反應(yīng)速度非?？欤椒磻?yīng)速度非?？欤琕主要取決于第主要取決于第I、II階段階段速度，而顆粒外部擴(kuò)散速度（液膜擴(kuò)散）速度，而顆粒外部擴(kuò)散速度（液膜擴(kuò)散）U=f(c、d、攪動(dòng)、攪動(dòng)) 96 吸附的影響因素吸附的影響因素1.吸附劑的性質(zhì)：吸附劑的性質(zhì)：吸附劑的種類、顆粒大小、比表吸附劑的種類、顆粒大小、比表面積，顆粒的細(xì)孔構(gòu)造與分布、吸附劑是否是極面積，顆粒的細(xì)孔構(gòu)造與分布、吸附劑是否是極性分子等。性分子等。2.吸

46、附質(zhì)的性質(zhì)吸附質(zhì)的性質(zhì)：（1）溶解度：越低越容易吸附，具有較大的影響。）溶解度：越低越容易吸附，具有較大的影響。（2）使液體表面自由能）使液體表面自由能W降低得越多的吸附質(zhì)則降低得越多的吸附質(zhì)則越容易被吸附。越容易被吸附。97 （3）極性：）極性： 極性吸附劑易吸附極性的吸附質(zhì)極性吸附劑易吸附極性的吸附質(zhì)。 （物以類聚）（物以類聚） 非極性吸附劑易吸附非極性的吸附質(zhì)。非極性吸附劑易吸附非極性的吸附質(zhì)。（4）吸附質(zhì)分子的大小和不飽和度。）吸附質(zhì)分子的大小和不飽和度。 活性炭：易吸附分子直徑較大的飽和化合物活性炭：易吸附分子直徑較大的飽和化合物 合成沸石：易吸附分子直徑小的不飽和化合物合成沸石：易

47、吸附分子直徑小的不飽和化合物（5）吸附質(zhì)的濃度較低時(shí)，提高）吸附質(zhì)的濃度較低時(shí)，提高C可增加吸附量?？稍黾游搅俊Ｒ院笠院驝，q增加很小，直至為一定值。增加很小，直至為一定值。 98 3.廢水的廢水的PH值值 活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中吸附效果較活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中吸附效果較好。好。4.共存物質(zhì)共存物質(zhì)：對(duì)于物理吸附，共存多種物質(zhì)時(shí)的吸附比：對(duì)于物理吸附，共存多種物質(zhì)時(shí)的吸附比單一物質(zhì)時(shí)的吸附要差。單一物質(zhì)時(shí)的吸附要差。5.溫度溫度：對(duì)于物理吸附，：對(duì)于物理吸附，T高則不利，吸附量減少。高則不利，吸附量減少。6.接觸時(shí)間接觸時(shí)間：應(yīng)保證吸附達(dá)到平衡時(shí)的時(shí)間，而該時(shí)間：

48、應(yīng)保證吸附達(dá)到平衡時(shí)的時(shí)間，而該時(shí)間的大小取決于吸附速度的大小取決于吸附速度V，V大則所需時(shí)間短。大則所需時(shí)間短。99 吸附劑的再生吸附劑的再生 用某種方法將被吸附的物質(zhì)，從吸附劑的細(xì)孔中除用某種方法將被吸附的物質(zhì)，從吸附劑的細(xì)孔中除去，以達(dá)到能重復(fù)使用的目的。去，以達(dá)到能重復(fù)使用的目的。 1.加熱再生法：加熱再生法：由脫水、干燥、炭化，活化、冷卻由脫水、干燥、炭化，活化、冷卻等等5步組成步組成 2.藥劑再生法藥劑再生法：無(wú)機(jī)酸或：無(wú)機(jī)酸或NaOH，有機(jī)溶劑（苯、，有機(jī)溶劑（苯、丙酮等）丙酮等） 3.化學(xué)氧化法化學(xué)氧化法：電解氧化法，：電解氧化法，O3氧化法，濕式氧化氧化法，濕式氧化法。法。

49、4.生物法生物法：利用微生物的作用，將被活性炭吸附的：利用微生物的作用，將被活性炭吸附的有機(jī)物加以氧化分解。有機(jī)物加以氧化分解。100吸附法在廢水處理中的應(yīng)用吸附法在廢水處理中的應(yīng)用1.活性炭對(duì)有機(jī)物的吸附活性炭對(duì)有機(jī)物的吸附 特別適合于難降解的有機(jī)物和用一般方法難以去特別適合于難降解的有機(jī)物和用一般方法難以去除的溶解性有機(jī)物除的溶解性有機(jī)物用吸附實(shí)驗(yàn)確定去除率。用吸附實(shí)驗(yàn)確定去除率。2. 對(duì)無(wú)機(jī)物的吸附對(duì)無(wú)機(jī)物的吸附 活性炭對(duì)金屬具有很強(qiáng)的吸附能力?；钚蕴繉?duì)金屬具有很強(qiáng)的吸附能力。101 102 吸附勢(shì)能曲線(H2在Ni上）H2(g) H2(表面) 2H(表面）Ed: 解吸活化能解吸活化能E

50、a: 化學(xué)吸附活化能化學(xué)吸附活化能aH: 物理吸附熱物理吸附熱rH: 化學(xué)吸附化學(xué)吸附(反應(yīng)反應(yīng))熱熱DHH: H2的離解能的離解能rHmEdEaaHrEpH2(g)HDHH103一、吸附設(shè)備的類型一、吸附設(shè)備的類型吸附設(shè)備的類型吸附設(shè)備的類型固定床吸附器固定床吸附器移動(dòng)床吸附器移動(dòng)床吸附器流化床吸附器流化床吸附器其它其它旋轉(zhuǎn)床吸附器旋轉(zhuǎn)床吸附器漿液吸附漿液吸附4.2.3 吸附設(shè)備吸附設(shè)備104二、吸附設(shè)備的特點(diǎn)吸附設(shè)備的特點(diǎn) 1、固定床吸附器固定床吸附器: 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝成熟、性能可靠，特別適合于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝成熟、性能可靠，特別適合于小型、分散、間歇性的污染源治理。小型、分散、間歇性的污染

51、源治理。 2、移動(dòng)床吸附器移動(dòng)床吸附器: 克服了固定床間歇操作的缺點(diǎn)，適用于穩(wěn)定、克服了固定床間歇操作的缺點(diǎn)，適用于穩(wěn)定、連續(xù)、量大的氣體凈化。連續(xù)、量大的氣體凈化。1053、流化床吸附器流化床吸附器: 氣、固接觸相當(dāng)充分，吸附速度快，但吸附劑氣、固接觸相當(dāng)充分，吸附速度快，但吸附劑的損耗較多。流化床吸附器適用于連續(xù)、穩(wěn)定的的損耗較多。流化床吸附器適用于連續(xù)、穩(wěn)定的大氣量污染源治理。大氣量污染源治理。4、旋轉(zhuǎn)床吸附器旋轉(zhuǎn)床吸附器: 解決了移動(dòng)床移動(dòng)時(shí)吸附劑的磨損問(wèn)題。解決了移動(dòng)床移動(dòng)時(shí)吸附劑的磨損問(wèn)題。1065、漿液吸附器：、漿液吸附器： 克服了固體吸附劑容易產(chǎn)生局部過(guò)熱和溫度不克服了固體吸附劑容易產(chǎn)生局部過(guò)熱和溫度不穩(wěn)定的問(wèn)題，以及固定床的生產(chǎn)力不高，移