《吸附分離技術(shù)》ppt課件 (2)-全文預(yù)覽
【正文】 由于 吸附劑保持流化狀態(tài) ，與水的接觸面積增大，因此設(shè)備小而生產(chǎn)能力大，基建費用低。間歇移動床處理規(guī)模大時，每天從塔底定時卸炭 12次，每次卸炭量為塔內(nèi)總炭量的 5%10%；連續(xù)移動床，即飽和吸附劑連續(xù)卸出，同時新吸附劑連續(xù)從頂部補入。吸附劑填充在裝置內(nèi)，吸附時固定不動，水流穿過吸附劑層。當(dāng)用于廢水深度處理時，泥渣接觸型的吸附量比攪拌池型增加 30%。 1. 氫鍵力 2. 定向力 3. 誘導(dǎo)力 4. 色散力 吸附動力學(xué) 第一階段 是吸附質(zhì)通過吸附劑顆粒周圍的液膜到顆粒的表面，稱為外部傳遞過程或 外擴(kuò)散 （膜擴(kuò)散）。 1. 熵增加（ △ S0）對吸附推動力的解釋 吸附樹脂由溶劑里吸附溶質(zhì)，實際上是吸附質(zhì)與吸附樹脂及溶劑間作用力平衡的結(jié)果，要求吸附質(zhì)與樹脂的作用力大于與溶劑的作用力，這可用溶質(zhì)分子由溶液跑到樹脂表面產(chǎn)生的自由能減少 (△ G)來衡量，故當(dāng)△ G吸附 =△ G（溶質(zhì) 樹脂） △ G（溶質(zhì) 溶劑） 0，吸附能夠自發(fā)進(jìn)行。有機(jī)物不完全溶解于水，在水中可以說是熵的減少，在遇到吸附樹脂時，由于樹脂對有機(jī)物分子結(jié)合力較大，有機(jī)分子就沖破水分子的包圍，體系的混亂性增大，也就是熵增加。 吸附的熱力學(xué)參數(shù) 樹脂吸附有機(jī)物的熵變△ S（ Entropy）、自由能變△ G( Free energy) 可作為吸附的推動力來說明吸附是否自動發(fā)生。 在固體對氣體的吸附中 ， 吸附量是溫度和壓力的函數(shù)；在固體對液體的吸附中則為溫度和溶液中吸附質(zhì)濃度的函數(shù) 。 ? ③變濃度吸附：液體混合物中的某些組分在環(huán)境條件下選擇性地吸附，然后用少量強吸附性液體解吸再生。 ? 吸附過程 : ? ① 變溫吸附：通常在環(huán)境溫度吸附，加熱條件下解吸，利用溫度的變化實現(xiàn)吸附和解吸再生循環(huán)操作。 ? 例 :巰基棉吸附、黃原酯棉吸附 巰基棉吸附： 利用巰基乙酸與棉花纖維上的羥基的酯化反應(yīng)，將巰基接到纖維素大分子上。尺寸小于孔徑的分子可以進(jìn)入而被吸附 ,比孔徑大的分子則被排斥在外。 polymeric adsorbent 吸附樹脂 就是樹脂吸附劑，是利用樹脂能發(fā)生吸附－解吸作用，以達(dá)到物質(zhì)的分離、凈化目的的一類可以反復(fù)使用的樹脂。 (2) 炭化樹脂 CHA111樹脂的外表面 MCH111樹脂的外表面 ND900樹脂的外表面 (3) 活性炭纖維 (ACF) 根據(jù)生產(chǎn)中前驅(qū)體的不同，目前實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的活性炭纖維產(chǎn)品主要分為粘膠基ACF、酚醛基 ACF、聚丙稀腈基 ACF(PANACF)、瀝青基 ACF(pitchACF)等。 微孔的容積 約為 ，比表面積占活性炭總比表面積的 95%以上。其外觀為暗黑色，有 粒狀 和 粉狀 兩種。一般在工業(yè)上所用的氧化鋁多用拜耳法制成， 炭質(zhì)吸附劑 炭質(zhì)吸附劑 包括 活性炭、活性炭纖維以及炭化樹脂 。另外，活性氧化鋁還可用作催化劑載體。天然的多孔 SiO2通常稱為 硅藻土 ，人工合成的稱為 硅膠 ，用 水玻璃 制取。 常用吸附劑 吸附分離材料 按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類 無機(jī)吸附劑 高分子吸附劑 炭質(zhì)吸附劑 按吸附機(jī)理分類 化學(xué)吸附 物理吸附 親和吸附 離子交換劑 螯合劑 可再生高分子試劑和催化劑 陽離子交換劑 陰離子交換劑 兩性離子交換劑 按形態(tài)和孔結(jié)構(gòu)分類 球型樹脂（大孔、凝膠、大網(wǎng)） 離子交換纖維與吸附性纖維 無定型顆粒吸附劑 免疫吸附劑 仿生吸附劑 非極性吸附劑 中極性吸附劑 極性吸附劑 具有一定晶體結(jié)構(gòu)的無機(jī)化合物，最典型的天然無機(jī)吸附劑為 沸石類 （ Zeolite),包括方沸石、菱沸石、絲光沸石、交沸石、鈉沸石等。這種吸附專一性或分子識別性能，來源于氫鍵、范德華引力、偶極 偶極作用等多種鍵力的空間協(xié)同作用） 吸附性能 吸附類型 物理吸附 化學(xué)吸附 作用力 選擇性 吸附層 吸附熱 吸附速度 穩(wěn)定性 溫度的影響 分子引力 一般沒選擇 多層吸附 較小，一般在 kJ/mol以內(nèi) 快 不穩(wěn)定，易解吸 溫度升高，吸附量降低 化學(xué)鍵 有選擇 單層吸附 較大，一般在 ～ 較慢 較穩(wěn)定，不易解吸 溫度升高，吸附速度增加 物理吸附和化學(xué)吸附之間的區(qū)分并沒有嚴(yán)格的界限。吸附過程實質(zhì)上是通過相界面上的吸附作用以達(dá)到一種或數(shù)種組分在固相吸附劑上的富集濃縮。它是利用具有較強吸附能力的多孔性固體吸附劑，選擇性的將一種或一類物質(zhì)吸附在固體表面，從而實現(xiàn)流體混合物中不同組分的分離。 溶劑 /水 吸附質(zhì) 相互作用 (如溶解 ) 吸附劑 吸附的分類 ?物理吸附 （范德華引力、偶極 偶極作用、氫鍵） ?化學(xué)吸附 （通過形成化學(xué)鍵的吸附 離子鍵、配位鍵 （螯合樹脂）、 易裂解的共價鍵 (高分子催化劑 )） ?親和吸附 （對目標(biāo)物呈現(xiàn)專一性或高選擇性。同一物質(zhì)，可能在較低溫度下進(jìn)行物理吸附，而在較高溫度下往往又是化學(xué)吸附。 無機(jī)吸附劑 (1) 硅膠 硅膠有天然的，也有人工合成的?？捎没钚匝趸X干燥的部分工業(yè)氣體包括：Ar、 He、 H 氟利昂 、氟氯烷等。前者的活化溫度低于 600℃ ，其不同形態(tài)的氧化化鋁包括 ρ、 χ、 η和 γ型氧化鋁；后者的活化溫度為 9001000℃ ，其中包括 кθ和 δ氧化鋁。 活性炭 是一種 非極性吸附劑 ，是由含碳為主的物質(zhì)作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。 (1) 活性炭 與其它吸附劑相比，活性炭具有 巨大的比表面積 ，通常可達(dá) 5001700m2/g，因而形成強大的吸附能力。 由 C、 H等元素組成的聚合物，經(jīng)過直接或間接熱處理得到的碳質(zhì)吸附劑。
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