吸附分離技術(shù)ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-01-14 11:24本頁(yè)面
【正文】 ? 膨脹床：是液固相返混程度較低的液固流化床． 膨脹床是發(fā)展中的吸附分離技術(shù)．在蛋白質(zhì)類(lèi)生物大分子的單步純化分離過(guò)程有著誘人的開(kāi)發(fā)潛力． ? 兼有固定床和流化床的優(yōu)點(diǎn)．流化的固相介質(zhì)基本可以懸浮在床內(nèi)的固定位置流體流動(dòng)狀態(tài)以平推流的方式流經(jīng)床層． ? 集料液澄清，目標(biāo)產(chǎn)物濃縮和分離純化為一體的生物集成分離技術(shù)． 特點(diǎn) ?固相分級(jí)特性 膨脹床中固相介質(zhì)按各自終端速率的不同沿膨脹床的軸向方向會(huì)出現(xiàn)一定的分布 .終端速度大 (或高密度 )的大粒子 ,主要集中在床層的底部 ,終端速度小的小粒徑粒子 ,主要集中在床層的頂部 .這種規(guī)律性分級(jí)是固定床穩(wěn)定的基礎(chǔ) . 膨脹床吸附介質(zhì) ? 磁性粒子 具有一定的密度分布和粒徑分布的吸附劑 固定床吸附介質(zhì)應(yīng)滿足 : 液中需除去的固形顆粒間有明顯的差異 . ,不易被料液中的脂類(lèi) ,核酸和蛋白質(zhì)等生物物質(zhì)污染 . ,可以修飾吸附目標(biāo)產(chǎn)物的配基 ,并對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物具有較高的吸附容量 . ,保證其可以承受苛刻的原位清洗 ,使用壽命長(zhǎng) . ,在較高的流速下 ,可以保持較高的吸附容量 . 發(fā)展趨勢(shì) :高密度 ,小粒徑介質(zhì) 膨脹床設(shè)備 ? 流體分布器 :保證床截面的流速分布均勻 ,減少溝流等不規(guī)則流動(dòng) 。保證料液中固形粒子自由通過(guò) ,并對(duì)吸附劑有截流作用 。 ? 高度調(diào)節(jié)器 ? 膨脹床柱 : 第四節(jié) 吸附法的應(yīng)用 在廢水處理中，吸附法處理的主要對(duì)象是廢水中用生化法難于降解的有機(jī)物或用一般氧化法難于氧化的溶解性有機(jī)物。包括木質(zhì)素、氯或硝基取代的芳烴化合物、雜環(huán)化合物、洗滌劑、合成染料、除莠劑、 DDT等。當(dāng)用活性炭對(duì)這類(lèi)廢水進(jìn)行處理時(shí)，它不但能夠吸附這些難分解的有機(jī)物，降低 COD，還能使廢水脫色、脫臭，把廢水處理到可重復(fù)利用的程度。所以 吸附法在廢水的深度處理中得到了廣泛的應(yīng)用。 在處理流程上，吸附法可與其他物理化學(xué)法聯(lián)合，組成所謂物化流程 ,也可與生化法聯(lián)合，如向曝氣池投加粉狀活性炭；利用粒狀吸附劑作為微生物的生長(zhǎng)載體或作為生物流化床的介質(zhì)；或在生物處理之后進(jìn)行吸附深度處理等。 吸附：溶質(zhì)從液相或氣相轉(zhuǎn)移到固相的現(xiàn)象。 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(chēng)的，故彼此處于平衡。但在界面分子的力場(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。 多孔類(lèi)吸附劑的表面是由“外表面”和“內(nèi)表面”所組成，內(nèi)表面積可比外表面積大幾百倍。由于顆粒內(nèi)微孔的存在，比表面很大，可達(dá)每克幾百平方米，有較高的吸附勢(shì)。 化學(xué)吸取附是吸附劑表面活性位點(diǎn)與溶質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)鍵合、產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。此過(guò)程釋放大量的吸附熱，一般需要采用破壞化學(xué)鍵的洗脫劑洗脫。 吸附劑和吸附物通過(guò)分子間力 (范德華力 )產(chǎn)生的吸附稱(chēng)為物理吸附。這是一種最常見(jiàn)的吸附現(xiàn)象，其特點(diǎn)是吸附不僅限于一些活性中心，而是整個(gè)自由界面。 吸附劑表面如為極性分子所組成，則會(huì)吸引溶液中相反極性的物質(zhì)或離子而形成雙電層，這種吸附稱(chēng)為極性吸附。 離子交換 : 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)量的離子至溶液中。 吸附等溫線：當(dāng)吸附劑與溶液中的溶質(zhì)達(dá)到平衡時(shí)，其吸附量同溶液中溶質(zhì)的平衡與溫度有關(guān)。當(dāng)溫度一定時(shí)，吸附量只和濃度有關(guān)形成吸附等溫線。生物分離中至少有四種等溫吸附線 :Henry type,Freundlich type,Langmuir type,Rectangle type。 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂包含強(qiáng)酸性和弱酸性陽(yáng)離子交換劑。 陰離子交換樹(shù)脂包含強(qiáng)堿性和弱堿性陰離子交換劑。 交換容量指單位質(zhì)量的干燥離子交換劑或單位體積的濕離子交換劑所能吸附的一價(jià)離子的毫摩爾數(shù)，是表征交換劑離子交換能力的主要參數(shù)。 交換容量的測(cè)定 對(duì)于陽(yáng)離子交換劑：用 HCl將其處理成氫型，稱(chēng)重并測(cè)定其含水量；稱(chēng)數(shù)克交換劑，加入到過(guò)量已知濃度的 NaOH溶液，發(fā)生交換反應(yīng)。待反應(yīng)達(dá)到平衡后 (強(qiáng)酸性的需要靜置 24h，弱酸性的需靜置數(shù)日 )，測(cè)定剩余的 NaOH摩爾數(shù)，就可求得陽(yáng)離子交換劑的交換容量。 對(duì)于陰離子交換劑：將陰離子交換劑轉(zhuǎn)換成 Cl型后，取一定量的 Cl型交換劑，通入 Na2SO4,用鉻酸鉀作指示劑，用硝酸銀滴定流出液的 Cl，根據(jù) Cl量計(jì)算交換容量。 蛋白質(zhì)的交換容量比小分子化合物要小的多。 吸附穿透時(shí)間 : 一般為出口濃度達(dá)到入口濃度的 5%10%的時(shí)間。 固定床：吸附顆粒確定以后，床層的膨脹與通過(guò)床層液體的表觀流速有關(guān)。當(dāng)表觀流速不大時(shí)，顆粒之間仍保持靜止并互相接觸為固定床。固定床優(yōu)點(diǎn)：流體在介質(zhì)層中基本上呈平推流，返混小，柱效率高。缺點(diǎn)：無(wú)法處理含顆粒的料液，因會(huì)堵塞床層，造成壓力降增大而最終使操作無(wú)法進(jìn)行。 流化床：當(dāng)流體通過(guò)床層的速度逐漸提高到某值時(shí)，顆粒出現(xiàn)松動(dòng)，顆粒間空隙增大，床層體積出現(xiàn)膨脹。如果再進(jìn)一步提高流體速度，床層將不能維持固定狀態(tài)。此時(shí)，顆粒全部懸浮于流體中，顯示出相當(dāng)不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。隨著流速的提高，顆粒的運(yùn)動(dòng)愈加劇烈，床層的膨脹也隨之增大，但是顆粒仍逗留在床層內(nèi)而不被流體帶出。床層的這種狀態(tài)和液體相似稱(chēng)為流化床。流化床缺點(diǎn)：存在嚴(yán)重的返混，特別是高徑比很小的流化床，使床層理論塔板數(shù)降低，吸附劑的利用率低。 膨脹床：綜合固定床和流化床的優(yōu)點(diǎn)，使吸附顆粒按自身的物理性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定地處在床層中的一定層次上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定分級(jí)，而流體保持以平推流的形式流過(guò)床層，同時(shí)吸附顆粒間有較大的空隙，使料液中的固體顆粒能順利通過(guò)床層。 吸附操作中固相可連續(xù)輸入和排出吸附塔，與料液逆流接觸流動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)態(tài)的吸附操作稱(chēng)為移動(dòng)床，由吸附床和再生床構(gòu)成。
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