【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的斜率為定值，不因吸附質(zhì)濃度的增加而變化為通過(guò)坐標(biāo)軸原點(diǎn)的一條直線(xiàn)。 這種曲線(xiàn)斜率的增長(zhǎng)趨勢(shì)，隨吸附組分濃度的加大而增加，即＞0。當(dāng)吸附床層開(kāi)始進(jìn)料時(shí)，在床層入口處形成直線(xiàn)的濃度波。當(dāng)濃度波向前移動(dòng)時(shí)，可以看出，吸附組分濃度增加，吸附劑的吸附量迅速加大，濃度波中濃度較高的一端比濃度低的一端移動(dòng)慢。隨著時(shí)間的推延以及傳質(zhì)阻力的影響，傳質(zhì)區(qū)不斷變寬，濃度波前沿不斷延伸，這對(duì)吸附操作不利。值得注意的是吸附時(shí)為優(yōu)惠的吸附等溫線(xiàn)，脫附時(shí)則為非優(yōu)惠的吸附等溫線(xiàn)故在選擇吸附劑時(shí)，要同時(shí)兼顧吸附和脫附過(guò)程。常見(jiàn)的吸附等溫線(xiàn)如圖（21），(mg/g) 優(yōu)惠形 c(mg/L) 沿床層高(mg/g) 線(xiàn)性吸附 c(mg/L) 沿床層高(mg/g) 非優(yōu)惠形 c(mg/L) 沿床層高圖（21） 吸附平衡曲線(xiàn)形式圖 吸附等溫線(xiàn)的經(jīng)典模型一一、Henrry模型在物理吸附過(guò)程中吸附質(zhì)與吸附劑不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。吸附速度較快，Henry模型是一種線(xiàn)性關(guān)系： （）二二、Frundlish模型此模型對(duì)吸附質(zhì)濃度限制較高，被吸附相和吸附相之間的平衡關(guān)系符合下列方程： （）三三、Langmuir模型此模型是最為常用的一種模型，它的基本假設(shè)為：；；；，也不影響空位對(duì)流體相分子的吸附。 其吸附方程為： （） 固定床吸附器 固定床吸附器的基本原理因?yàn)楣潭ù参狡髦械墓滔辔絼┦枪潭ú粍?dòng)的，但是吸附過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的非穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)過(guò)程。在整體的操作過(guò)程中，可以改變操作狀態(tài)，對(duì)床層內(nèi)吸附質(zhì)的濃度分布和床層內(nèi)各處液體的濃度進(jìn)行改變。通過(guò)相應(yīng)的床層中的濃度分布形成不同區(qū)域，可將發(fā)生在固定床吸附器中的吸附傳質(zhì)過(guò)程大致可分為三個(gè)不同的時(shí)期， ，見(jiàn)圖（22a）：假設(shè)流體的吸附質(zhì)濃度為Y0，當(dāng)吸附劑從高度為H的固定床頂端不斷流下時(shí)，開(kāi)始吸附劑中并不含有吸附質(zhì)。而在流入吸附質(zhì)時(shí)，處于床層最頂端的吸附劑可以較快的吸附吸附質(zhì)。同時(shí)，因?yàn)榻佑|的瞬間較短，而吸附速度不可能無(wú)窮大，不可能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到吸附平衡，所以就會(huì)在固定床的頂端入口處，出現(xiàn)吸附質(zhì)濃度由大變化到峰值，再于峰值變化到零的吸附區(qū)。由于流動(dòng)的特性，在頂端區(qū)域內(nèi)吸附質(zhì)濃度會(huì)有規(guī)律的分布，假設(shè)陰險(xiǎn)器高度理想狀態(tài)高度， 吸附質(zhì)將全部在反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)完畢，全部吸附。在流體連續(xù)不斷的流入吸附器之前，入口處的吸附劑未達(dá)到飽和狀態(tài)；當(dāng)流體的不斷地加入吸附器時(shí)，其內(nèi)任意一處的吸附質(zhì)的濃度將隨著時(shí)間累計(jì)而不斷變大，同時(shí)該區(qū)的高度也隨之增加，變化狀態(tài)將一直持續(xù)到固定床中流體入口處的吸附劑達(dá)到飽和狀態(tài)為止。在此狀態(tài)下，由入口處向下的吸附質(zhì)濃度的區(qū)別分布是從由飽和至零的區(qū)域，這段區(qū)域即稱(chēng)為吸附傳質(zhì)區(qū)（簡(jiǎn)稱(chēng)為MTZ）。從流體開(kāi)始加入時(shí)起，直至達(dá)到此狀態(tài)的全部耗間，即為傳質(zhì)區(qū)形成時(shí)間，傳質(zhì)區(qū)高度HMTZ是指床層中傳質(zhì)區(qū)的高度。從此時(shí)開(kāi)始，因?yàn)榱黧w的不斷注入，盡管吸附傳質(zhì)區(qū)將不斷下移，但是傳質(zhì)區(qū)整體高度基本不變。在傳質(zhì)區(qū)逐漸形成的過(guò)程中，保證床層達(dá)到理想高度，可將吸附器劃分為兩個(gè)區(qū)域：傳質(zhì)區(qū)、未用區(qū)，吸附傳質(zhì)過(guò)程只反應(yīng)存在于傳質(zhì)區(qū)域內(nèi)。2 .固定床的傳質(zhì)區(qū)的移動(dòng)階段,見(jiàn)圖（22b）：在傳質(zhì)區(qū)逐步產(chǎn)生以后，因?yàn)橐^續(xù)加入新的流體，所以傳質(zhì)區(qū)會(huì)不斷向下移動(dòng)，在其后便形成飽和區(qū)，而且隨著流體的注入不斷變大。所以，只要床層能夠達(dá)到理想高度，就可將整個(gè)固定床吸附器自上而下分為三個(gè)不同的區(qū)域：最上為飽和區(qū)，中間為吸附傳質(zhì)區(qū)，最下為未用區(qū)。在固定床吸附器中，有兩個(gè)區(qū)域不會(huì)發(fā)生吸附傳質(zhì)過(guò)程：其中飽和區(qū)內(nèi)的吸附劑已經(jīng)飽和，以及未用區(qū)內(nèi)的吸附劑中還不曾吸附吸附質(zhì)，所以各自濃度為原始濃度，吸附傳質(zhì)過(guò)程只有發(fā)生于吸附傳質(zhì)區(qū)域內(nèi)。根據(jù)吸附器中的吸附情況，可以繪制吸附負(fù)荷曲線(xiàn)，它在傳質(zhì)區(qū)內(nèi)吸附劑產(chǎn)生了隨高度不斷變化的吸附質(zhì)濃度分布，吸附區(qū)類(lèi)似波曲線(xiàn)，因?yàn)榱黧w的加入而不斷向下推動(dòng)，所以又可以稱(chēng)為吸附波。當(dāng)形成吸附波之后，吸附波的波形（濃度分布）就不會(huì)因?yàn)榱黧w的繼續(xù)注入而改變，同時(shí)按照恒定不變的速度（定義為傳質(zhì)區(qū)的移動(dòng)速度）向前移動(dòng)。該移動(dòng)速度比流體流過(guò)床層的線(xiàn)速度小的多。在傳質(zhì)區(qū)移動(dòng)期間，經(jīng)過(guò)測(cè)定流出液當(dāng)中含有的吸附質(zhì)濃度近似為零，直至傳質(zhì)區(qū)的底部到達(dá)床層的末端。此時(shí)流出液中，吸附質(zhì)的濃度將突然上升到一個(gè)可觀的數(shù)值，吸附操作達(dá)到了所謂的“穿透點(diǎn)”。（22c）：流出物中吸附質(zhì)濃度由Yb至Y0的時(shí)期是傳質(zhì)區(qū)開(kāi)始離開(kāi)至完全離開(kāi)吸附器的時(shí)期。相應(yīng)的時(shí)間為至流出量為至。Y隨W（或時(shí)間）的變化關(guān)系呈S形曲線(xiàn)，稱(chēng)為穿透曲線(xiàn)，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。當(dāng)傳質(zhì)區(qū)離開(kāi)固定床后；見(jiàn)圖（22d），整個(gè)吸附器都成為飽和區(qū)，失去了吸附能力，有待于吸附再生。由于透過(guò)曲線(xiàn)易于測(cè)定，因此可以用它來(lái)反映床層內(nèi)吸附負(fù)荷曲線(xiàn)的形狀，而且也可以較準(zhǔn)確的求出破點(diǎn)。如果透過(guò)曲線(xiàn)比較陡，則說(shuō)明吸附速度較快。影響透過(guò)曲線(xiàn)形狀的因素較多，除吸附劑和吸附質(zhì)的性質(zhì)外，其他參數(shù)，如溫度、壓力、濃度、PH值、移動(dòng)相流速、流速分布、影響流動(dòng)狀況的諸因素，設(shè)備和吸附劑尺寸大小，以至于吸附劑在固定床層中的裝填方法等都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。飽和區(qū) 飽和區(qū) 飽和區(qū) 飽和區(qū) 傳質(zhì)區(qū) 傳質(zhì)區(qū)未用區(qū) 未用區(qū) 傳質(zhì)區(qū) （a） (b) (c) (d) 圖22 固定床傳質(zhì)圖 固定床中吸附質(zhì)傳遞的描述及假設(shè)固定床中吸附質(zhì)傳遞過(guò)程可如下描述：吸附質(zhì)在吸附劑內(nèi)表面的吸附。吸附質(zhì)在吸附劑間的軸向擴(kuò)散；吸附質(zhì)從溶液到吸附劑外表面的傳質(zhì)；吸附質(zhì)在吸附劑內(nèi)孔中的擴(kuò)散。為了使模型簡(jiǎn)化，實(shí)驗(yàn)中作了如下假設(shè)：吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附過(guò)程是可逆的；整個(gè)圓柱形固定床在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是恒溫的；每個(gè)活性炭纖維外表面條件相同；床層壓降忽略不計(jì)；僅考慮軸向擴(kuò)散。 固定床內(nèi)液相質(zhì)量衡算方程的建立一、 i組分物料衡算方程實(shí)驗(yàn)中在床層的軸向上取Z和Z+dZ間的小微元體， 對(duì)于這一微元體作物料衡算（取i組分）i組分輸入床層Z截面的速率為: （）i組分輸出床層z+dz截面的速率為： （）床層微元體積為Atdz內(nèi)i組分的積累速率為： （）從物料衡算關(guān)系得： （）則i組分物料衡算式： （）式中： 初始條件：Ci（2,t）=0 邊界條件：； 二 從溶液到活性炭纖維外表面的傳質(zhì)方程由傳質(zhì)公式： （）忽略吸附劑外表面吸附，N0遵守費(fèi)克定律: （）三、粒子孔中的擴(kuò)散方程吸附質(zhì)在活性炭纖維吸附劑內(nèi)孔空間中的吸附偏微分方程仍通過(guò)質(zhì)量守衡定律、菲克定律理論求取。在小體積微元dr內(nèi)吸附質(zhì)是由外向內(nèi)擴(kuò)散的，在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)半徑為r的圓柱面內(nèi)離開(kāi)小體積元dr的吸附質(zhì)的質(zhì)量為： （）同時(shí)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)半徑r+dr的圓柱面向小體積元輸入的吸附質(zhì)的量為： （）在圓柱殼內(nèi)累計(jì)的吸附質(zhì)的量為： 式中：ρp— 吸附劑的視濃度， kg/m3根據(jù)質(zhì)量守衡定律 ： （）兩邊同時(shí)除以整理得： （）初始條件：t=0, ci=0, qi=0；邊界條件： ； 吸附劑內(nèi)表面的吸附方程可用Langmuir方程來(lái)表示： （）由此，我們建立了描述無(wú)限長(zhǎng)圓柱形吸附劑填料床的方程模型，即： （） （） （） （）邊界條件及初始條件： t0 r=0 t=0 z=0 c=0 t=0 r≥0 ci=q=0擾動(dòng)進(jìn)樣的邊界條件及初始條件： t0 z=0 c=c0 t0 c=0四、固定床模型的求解對(duì)方程一些變量無(wú)因次化及固定模型假設(shè)，設(shè)： X=Ci/C0 Y= C/C0 w=q/q0 代入方程1118整理得 () () () ()初始邊界條件： 在這里也符合Langmuir方程，即 （）在ACF填充床吸附氯苯酚的過(guò)程中外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散阻力可忽略不計(jì)，主要控制過(guò)程為主體流動(dòng)即吸附劑之間的擴(kuò)散過(guò)程。則方程119可忽略將方程21代入17中，積分可得出方程： （） 實(shí)驗(yàn)藥品活性炭纖維；對(duì)氯苯酚；濃氨水； 4—氨基安替比林；鐵氰化鉀；氯化銨；蒸餾水；氫氧化鈉 ；濃鹽酸（37%）實(shí)驗(yàn)所需主要藥品列于表21中。表21 實(shí)驗(yàn)所需原料化學(xué)試劑規(guī)格來(lái)源聚丙烯（PP）工業(yè)級(jí)大慶石化公司過(guò)氧化二苯甲酰（BPO）化學(xué)純上海山浦化工有限公司甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）分析純北京化學(xué)試劑公司苯乙烯（St）分析純天津市大茂化學(xué)試劑廠丙烯酰胺（AM）分析純天津市大茂化學(xué)試劑廠二甲苯分析純沈陽(yáng)市華東試劑廠甲醇分析純沈陽(yáng)市華東試劑廠氯仿化學(xué)純沈陽(yáng)市華東試劑廠丙酮分析純沈陽(yáng)市華東試劑廠N2%大慶雪龍公司 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備實(shí)驗(yàn)所需主要儀器列于表22中。表22 實(shí)驗(yàn)所需儀器實(shí)驗(yàn)儀器型號(hào)來(lái)源單口油浴鍋DF2型上海浦東物理光學(xué)儀器廠數(shù)字測(cè)溫儀2176A歐米伽公司索氏抽提器——沈陽(yáng)儀器制品廠電子天平CP114奧豪斯儀器有限公司連續(xù)可調(diào)電子控溫電熱套KDM鄄城華魯電熱儀器有限公司集熱式磁力加熱攪拌器DF2上海浦東物理光學(xué)儀器廠電子恒速攪拌器GS122上海儀藥公司電阻爐溫度控制器DRZ4天津?qū)嶒?yàn)電爐廠真空干燥箱668大連第四儀器廠1. 容量瓶若干個(gè)（1000mL、500mL、50mL）2. 錐形瓶若干個(gè)(100mL)，3. 燒杯若干個(gè)4. 洗瓶若干個(gè)5. 各種規(guī)格移液管若干支6. 大廣口瓶?jī)蓚€(gè)7. 量筒若干個(gè)（1000mL、50mL、5mL）8. 大小玻璃珠，玻璃絲，銅網(wǎng)兩片9. 玻璃棒若干根，吸耳球數(shù)個(gè)10. PH試紙（若干張）11. 鑷子（若干把）12. 圓柱形玻璃填充床一只13. 貝克曼溫度計(jì)（一只）14. HZS—H水浴振蕩器一臺(tái)15. UV—754紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)一臺(tái)16. 501型超級(jí)恒溫器一臺(tái)17. TG328A型電光分析天平一臺(tái) 所用溶液的配制 對(duì)氯苯酚原液（PCP）的配制 稱(chēng)取一定質(zhì)量的分析純對(duì)氯苯酚（按實(shí)驗(yàn)時(shí)的要求）放于燒杯中，引流至1000mL容量瓶中并把洗液都移至容量瓶中，用蒸餾水進(jìn)行定容反轉(zhuǎn)數(shù)次使混合均勻。 緩沖溶液（pH值≈10）的配制每次稱(chēng)取分析純氯化氨20g溶于氨水中，在100mL容量瓶中定容完全溶解后放于試劑瓶中保存。 4—氨基安替比林（4—APP）溶液的配制稱(chēng)取4—氨基安替比林2g放于燒杯中，加蒸餾水溶解移液至100ml容量瓶中，定容至100ml搖勻后再移至棕色試劑瓶中保存。 鐵氰化鉀溶液稱(chēng)取8g鐵氰化鉀于燒杯中用水溶解，移液至100ml容量瓶中定容混合均勻后再移至棕色試劑瓶中保存。. 對(duì)氯苯酚中間液用5ml移液管取對(duì)氯苯酚原液5ml放于50ml容量瓶中，加蒸餾水定容50ml?；旌?