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吸附原理(公开课)

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吸附PPT课件

吸附PPT课件

步骤：脱水、干燥、炭化、活化、冷却
35
干燥、炭化、活 化在一个直接燃 烧立式多段再生 炉中进行。 第1、2段用于干 燥； 第3、4段用于炭 化； 第5、6段为活化
36
化学氧化法 1、湿式氧化法 2、电解氧化法 3、臭氧氧化法
溶剂再生法：常用的溶剂有酸、碱、苯、丙 酮、甲醇等。
生物法
37
吸附操作方式 1、静态吸附操作（间歇式）
吸附
1
概念
通俗说法：一种物质在另一种物质表面上进行自动累积 浓集的现象。
专业说法：利用多孔性固体物质的表 面吸附污水中的一种或多种污染物。
能起吸附作用的多孔性固体物质—吸附剂 被吸附物质—吸附质
2
应用范围
脱色、除臭、脱除重 金属、各种溶解性有 机物、放射性元素等。
3
地位
预处理 二级处理后的深度处理
硅藻土
32
● 活性氧化铝：
具有许多毛细孔道，比表面积 大，可作为吸附剂、干燥剂及催化剂 使用。
活性氧化铝除氟类似于阴离子交 换树脂，但对氟离子的选择性阴离子 树脂大。活性氧化铝吸附脱氟效果 好，容量稳定，每立方米活～5，Φ4～6 。
33
吸附剂的再生
13
练习：某化工厂每小时排出含 COD30mg/L的污水50m3,采用活性 炭吸附处理，将COD降至3mg/L。 吸附等温式为q=0.058c0.5，求每小 时所加的活性炭的量（g）。
14
吸附的影响因素
1、吸附剂 种类、比表面积、孔结构、颗粒大小、表面化学性 质等 2、吸附质 溶解度、结构 3、操作条件 温度、PH值、接触时间 4、生物协同作用
4
优点
适应范围广 处理效果好 可回收有用物料 吸附剂可重复使用
吸附原理及应用PPT课件

吸附原理及应用PPT课件


C = C0
交界层
C=0
L
0
1.0
C/C0
吸附
冲洗 洗脱
吸附
冲洗
洗脱
y 时间/体积
固定床内的浓度分布曲线
yF
时间
y
0
0
l
床层长度
q = f (y)
时间
• 指正在发生吸附作用的那段填充层，
吸附区 和 平衡区
yF
y
0
(1)物理吸附：溶质吸与附吸过附剂程之理间论由根于底范
德吸华附力的而分产类生的吸附。 (2)化学吸附：溶质与吸附剂发生化学反 响，形成牢固的吸附化学键和外表络合 物。 (3)交换吸附：溶质的离子由于静电引力 作用聚集在吸附剂外表的带电点上，并 置换出原先固定在这些带电点上的其他 离子。
固体内局部子所受分子间的作用力是对称的，而固体外表 分子所受力是不对称的。向内的一面受内局部子的作用力 较大，而外表向外一面所受的作用力较小， 因而当气体分子或溶液中溶质分子在运动过程中碰到固体 外表时就会被吸引而停留在固体外表上。
非
定向力 极性分子的永久偶极静电力
共
诱导力 极性分子与非极性分子之间的吸引力
价
色散力 非极性分子之间的引力〔瞬间偶极〕
作 用
氢键力 介于库仑引力与范德华引力之间的特殊 分子间定向作用力
吸附质和吸附剂之间的作用力－范德华 力
吸附过程理论根底
吸附过程理论根底
吸附过程理论根底
一种特殊的分子间作用力，介于库仑引力与范德华引力 之间的特殊定向力，比诱导力、色散力都有大
〔三〕操作条件
吸附是放热过程，低温有利于吸附，升温 有利于脱附.
吸附工艺和设备
间歇式
操 作 方 式
吸附原理(公开课)..

吸附原理(公开课)..


②硅胶
硅胶别名硅橡胶，是一种高活性吸附材料，属非晶 态物质，不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定， 除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。硅胶根据其孔 径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅 胶。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔 结构。主要用于气体干燥、气体吸收、液体脱水、制备色 谱和催化剂等。
举例：
吸附原理 1. 吸附是一种界面现象，其作用发生在两个相的界面上。 2. 根据吸附剂对吸附质之间吸附能力的不同，可分为物理 吸附和化学吸附。 3. 在气体分离过程中，绝大部分是物理吸附，只有少数情况 属于化学吸附。
吸附剂
吸附剂的性能要求： ① 有较大的比表面积 ② 对吸附质有较高的吸附能力和高选择性 ③ 较高的强度和耐磨性 ④ 颗粒大小均匀 ⑤ 具有良好的化学稳定性、热稳定性以及价廉易得 ⑥ 容易再生
练习
1、下面对于物理吸附的描述，不正确的有（ D ）
A.吸附力基于分子间力，吸附一般没有选择性
B.吸附层可以是单分子层或多分子层 C.吸附速度较快，吸附热较小
D.吸附较稳定，不易解吸
2、物理吸附和化学吸附有许多不同之处，下面的说法中不 正确的是（ ）
C
A. 物理吸附是分子间力起作用，化学吸附是化学键力起作用 B .物理吸附有选择性，化学吸附无选择性 C .物理吸附速率快，化学吸附速率慢 D. 物理吸附一般是单分子层或多分子层，化学吸附一般是单 分子层
小结
一、吸附原理 化学吸附 物理吸附 二、吸附剂 1、吸附剂的性能要求 2、常用吸附剂:活性炭、硅胶、活性氧化铝、合成 沸石和天然沸石分子筛
作业
简答： 1、比较物理吸附与化学吸附有哪些不同之 处？ 2、吸附剂有哪些性能要求？
吸附-课件

吸附-课件


即在单位时间内吸附数量等于解吸的数量，则吸附 质在溶液中的浓度C与在吸附剂表面上的浓度都不再 变时，即达到吸附平衡，此时吸附质在溶液的浓度C 叫平衡浓度。
吸附过程理论基础
吸附量q
达到吸附平衡时，单位重量的吸附剂（g）所 吸附的吸附质的重量（g）
V (C0 C ) q W
衡量吸附剂吸附能力的大小
无机吸附剂有硅胶、活性氧化铝、硅藻土 、分子筛等。
活性氧化铝（Al2O3· nH2O）
几种常用的吸附剂

活性炭
高温炭化 活化,800~900℃
木材、煤、果壳
炭渣
隔绝空气，600℃ 活化剂：ZnCl2
活性炭
几种常用的吸附剂
活性炭吸附非极性有机物 脱色，去热原
解吸： 从活性炭柱上洗脱被吸附物质时，溶剂的洗
大孔吸附剂解吸条件
1. 选择洗脱剂原则
a. 洗脱剂应容易溶胀大网格吸附剂。
–溶质对聚合物的溶胀能力可用溶解度参数δ来表征。
溶剂
δ
2-丁酮
2-丙酮
丁醇
丙醇
乙醇
甲醇
水 47.3
19.0
20.4
23.3
24.3
25.9
29.6
溶剂的解吸能力逐渐降低
溶剂的溶解度参数和聚合物的溶解度参数接近时，溶剂愈易溶胀聚合物。 （洗 聚）
（1） （2） （3） （4） （5） （6） 选择性好 解吸容易 机械强度好 流体阻力小 反复使 用 可适用于各种产品
优 点
大孔吸附树脂
1. 非极性大孔吸附树脂 分 2. 中等极性大孔吸附树脂 类 3. 极性大孔吸附树脂
大孔吸附树脂
非极性大孔吸附树脂
苯乙烯--------二乙烯苯
食品技术原理-吸附课件

食品技术原理-吸附课件

有安全、环保的优点。
活性炭在食品工业中广泛应用 于果汁、酒类、饮用水等产品
的脱色、除味和净化。
活性炭的吸附性能受温度、湿 度、吸附质浓度等因素影响， 需要在适宜的条件下使用。
硅胶
硅胶是一种无机吸附剂，具有耐高温、 化学性质稳定、高纯度等优点。
硅胶在食品工业中常用于食品干燥、 脱水和提纯，如奶粉、糖粉等产品的 加工。
优化操作条件
通过优化操作条件，如温度、pH值、浓度等，可以提高吸附效果， 降低成本。
提高吸附剂的再生性能
研究开发高效的再生方法，使吸附剂能够重复利用，降低成本。
05
CHAPTER
吸附技术的发展趋势与展望
新型吸附剂的研发
01
活性炭
活性炭是一种常用的吸附剂，具有高比表面积和丰富的孔结构，能够吸
附多种有害物质。目前，研究者正在研究如何通过改性活性炭，提高其
附性能和降低成本。
吸附技术与其他技术的结合应用
生物技术
生物技术在吸附领域具有广泛的应用前景。目前，研究者正在研究如何将生物技术与吸附 技术相结合，利用微生物或酶等生物活性物质提高吸附性能和选择性。
光催化技术
光催化技术是一种新型的环境友好型技术，能够利用光能分解有害物质。目前，研究者正 在研究如何将光催化技术与吸附技术相结合，以提高吸附性能和降低成本。
硅胶主要通过物理吸附作用去除食品 中的水分和低分子量杂质。
硅胶的吸附性能受温度和吸附质分子 大小的影响，对于不同性质的吸附质， 可能需要选择不同型号的硅胶。
沸石
沸石是一种天然矿物，具有规 则的晶体结构和较大的内孔体
积，是一种有效的吸附剂。
沸石可以通过离子交换和物理 吸附作用去除食品中的异味和
杂质，如氨、硫化氢等。
吸附和吸收处理空气的原理与方法课件

吸附和吸收处理空气的原理与方法课件


d e f c a
b
d b a e c
7.吸附除湿型空调系统简介
1：蒸发冷凝器；2：热交换器；3：加热器；4除湿器
g
d c e f b
h
a i
除湿型新风空调系统工作原理和温湿图
全回风除湿型空调系统工作原理图和温湿图
1：蒸发冷凝器；2：热交换器；3：加热器；4除湿器
Dunkle型除湿空调系统工作原理图和温湿图 1：水蒸发器；2：次级换热器；3：初级换热器； 4除湿器；5加热器
d s 6 / sv sv S p / V p
2.等温吸附线(Adsortion Isotherms)
• 朗谬尔公式
q bp qm 1 bp
ห้องสมุดไป่ตู้
– 限制条件: 吸附分子间无相互作用,且为单层吸 附。 – 当bp>>1时，即整个表面被单分子层所覆盖 1或 q q
m
– 当bp<<1时，即亨利公式
除湿转轮用于新风全热回收
除湿转轮用于新风全热回收
空气蒸发冷却器
• 蒸发冷却是利用水蒸发吸热，具有冷却功 能这一众所周知的物理现象。
• 只要空气不是饱和的，利用循环水直接（ 或通过填料层）喷淋空气就可获得降温的 效果。 • 在允许条件下可以利用该空气作为送风以 降低室温，这种处理空气的方法称为蒸发 冷却。
• 蒸发冷却空气处理方法主要只适用于东西 北地区。
空气蒸发冷却器的分类
• 直接蒸发冷却器、间接蒸发冷却器和复合 蒸发冷却器；
• 直接蒸发冷却器通过与水的直接接触来冷 却空气，或者通过一个展开的湿表面材料 来冷却。 • 在降低空气温度的同时，使空气的含湿量 和相对湿度有所增加，实现了加湿，等焓 过程。 • 适用于低湿度地区，如我国海拉尔——锡林 浩特——呼和浩特——西宁——兰州——甘
化工原理吸附PPT

化工原理吸附PPT

吸附质在吸附剂表面形成单分子层或多分子层，通过分子间作用力、静电 力或化学键等作用力进行结合。
常见吸附分离工艺流程
固定床吸附
移动床吸附
吸附剂装填于固定床中，流体通过固定床 时，被吸附的组分在吸附剂表面被吸附， 从而达到分离目的。
吸附剂在移动床中连续移动，同时完成吸 附和再生过程，适用于大规模生产。
吸附热
物理吸附过程中释放的吸附热较 小，这是因为吸附力相对较弱。
物理吸附的实际应用
01
气体分离
利用物理吸附可实现气体混合物 的有效分离，如变压吸附技术 （PSA）和液态净化技术。
气体储存
02
03
环境保护
通过物理吸附可实现气体的有效 储存，如利用活性炭等吸附剂储 存氢气和天然气。
利用物理吸附处理工业废气中的 有害气体，降低其对环境的污染。
在石油化工中的应用
总结词
吸附技术在石油化工中主要用于油品精 制、脱硫和催化剂回收等。
VS
详细描述
在油品精制过程中，吸附技术可用于去除 油品中的杂质和异味，提高油品质量和稳 定性。在脱硫过程中，吸附剂可选择性地 吸附油品中的硫化物，降低油品中硫的含 量。此外，吸附技术还可用于催化剂回收 ，通过吸附剂将废催化剂中的活性组分回 收再利用，降低生产成本并减少环境污染 。
利用磁性材料和有机高分子复合制备磁性吸附剂， 实现快速分离和简便操作。
纳米材料吸附剂
利用纳米材料的大比表面积和表面效应，制备高 效纳米吸附剂，用于水处理、气体分离等领域。
05
吸附分离工艺流程
吸附分离工艺流程的原理
吸附分离工艺利用吸附剂与吸附质之间的相互作用力，将吸附质从混合物 中分离出来。
吸附剂具有较大的比表面积和多孔性，能够提供大量的吸附位点，与吸附 质产生相互作用。
吸附专业知识讲座

吸附专业知识讲座

2. 化学吸附：由化学键力引起旳吸附，吸 能形成单分子吸附层，并具有选择性， 同步是不可逆旳，在高温下才干吸附。
上面二种吸附往往是相伴发生，而不能 严格分开，是几种吸附综合作用旳成果， 可能存在以某种吸煤、沸石、硅藻土、焦炭、
木炭等。
1、活性炭旳制造
高温炭化
活化,800~900℃
BET公式能够适应更广泛旳吸附现象。
※吸附量q是选择吸附剂和吸附设备旳主要 参数，q决定吸附剂再生周期旳长短，q 越大，再生周期越长，再生剂用量及其 费用越小。q经过吸附试验来拟定。
10.2.2 吸附速度
V q / t , 单位: g /(g • min)
吸附速度V决定了废水和吸附剂旳接 触时间，V越大，则接触时间越短，所需 设备容积就越小，反之亦然。
（3）穿透点：当出水吸附质浓度Ca为 (0.05~0.10)Co时所相应旳出水总体积或 吸附时间旳穿透曲线上旳那一点叫穿透 点。
（4）吸附终点：出水浓度Cb为 (0.90~0.95)Co时所相应旳出水总体积旳 穿透曲线上旳那一点叫吸附终点（耗竭 点）。
（5）吸附带长度δ：从ta到tb旳△t时间内， 吸附带所移动旳距离叫吸附带长度δ
2.药剂再生法：无机酸或NaOH，有机溶 剂（苯、丙酮等）
3.化学氧化法：电解氧化法，O3氧化法， 湿式氧化法。
4.生物法：利用微生物旳作用，将被活性 炭吸附旳有机物加以氧化分解。
10.4 吸附塔旳设计
10.4.1 博哈特——亚当斯计算法
1.博哈特——亚当斯方程式
lnC0 / Ce 1 lnexpKN0h /V 1 KC0t （10-8）
（q=f(C)）叫吸附等温线。用数学公式描述 则叫吸附等温式。 4.吸附等温式（三种）
课堂讲稿吸附1.ppt

课堂讲稿吸附1.ppt

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吸附树脂
最初的吸附树脂是酚-醛类缩合高聚物，以后出现了一 系列的交联共聚物，如聚苯乙烯、聚丙烯酯和聚丙烯 酰胺类的高聚物。这些大孔吸附树脂，有带功能团的 ，也有不带功能团的；有非极性的，也有强极性的很
多种类。吸附树脂的吸附性能是由其表面积、孔 径、骨架结构、功能团基本性质和它的极性所造 成的。吸附树脂再生容易，用水、稀酸、稀碱或 有机溶剂如低级酵、丙酮就可以再生。大孔吸附 树脂除了目前价格昂贵以外，比起活性炭说来， 它的物理化学性能稳定，品种较多，可根据不同 的要求选择使用
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三 移动床吸附操作
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• 例题 用连续逆流等温操作的移动床吸附器干燥空 气，吸附剂为硅胶。假设空气在27℃、 1atm(101.3Pa)下，从湿度为0.005(水、干空气质 量比)被干燥到最终湿度为0.0001，所加硅胶是干 的，其通过速率为2441kg／(m2 ·h)，干空气的通 过速率为4882kg／(m2 ·h)。在此操作条件下，吸 附等温线可视为直线，以Y*＝0.0185X 来描述。 试计算该移动床吸附器的吸附段的传质单元数。
Y＝mXn
联立操作线方程和平衡线方程，可求出固、液相的极限
浓度X1, Y1, 或固液比L/G：
X0＝0时
L/G
Y0 Y1 (Y1 /m)1/n
Y0
n<1 n=1
若要求溶液中吸附质浓度由 Y0降低到Y1，n减少，固液 Y1 比增加，通常认为n为2～10， 吸附性能好。
n>1 X
2.多级错流操作
L1, X0
69
70
71
72
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75
第九章物理吸附-PPT课件

第九章物理吸附-PPT课件

r = 47A° L=1.4×107km
注： 按上式计算的孔半径和长度仅是 一个平均结果，应用 r, L 表示。 r L 物理意义： 设将孔按半径分成许多组，Li代表半径 为ri的孔的总长度，则：
Vp= ∑ri2 Li
S=2∑ri Li
代入上式计算平均孔半径和长度： 按面积平均的孔半径； ∑r i 2 L i r = ∑r i L i
4、BET公式的应用（测定固体的比表面积）
通用的标准方法：
N2吸附，温度为液氮的沸点：-195.8℃ 步骤： ① p/p0在0.05~0.35范围内，测定四到 五个点； ② 将实验数据用二常数公式处理，求 出Vm；
③已知液氮的截面积a0= 0.162nm2，则 Vm 固体表面积A=a0 L 22400 固体比表面积S=4.36 Vm/m
AB线代表低压 下的吸附, 服从Langmuir公式。 B点发生毛细凝聚 服从Kelvin公式。 C点毛细孔被液 体充满。
a处的曲率半径 为(r -t); p=p0时，曲率为 零。
CD段的吸 附量： 包括两部分
§9-4 吸附滞后现象与孔结构 §9-4-1吸附滞后现象 吸附滞后现象： 在研究多孔固体的物理吸附时，逐 渐增加气体压力时得到的吸附等温线与 吸附后逐渐降低压力时得到的脱附等温 线不相重合的现象。
五种类型的吸附等温线： Ⅰ类：V在p/p0很低时迅速上升，p继续 增加，上升缓慢， V最后达到极 限值。 V
Ⅰ
又称为Langmuir 单分子层吸附
0
p/p0
1.0
在2.5nm以下微孔吸附剂上的吸附等 温线属于这种类型。 例如78K时N2在活性炭上的吸附及水 和苯蒸汽在分子筛上的吸附。 极限吸附量：
3 吸附滞后环与孔结构 4 吸附剂的孔径大小与分布
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举例：
吸附原理 1. 吸附是一种界面现象，其作用发生在两个相的界面上。 2. 根据吸附剂对吸附质之间吸附能力的不同，可分为物理 吸附和化学吸附。 3. 在气体分离过程中，绝大部分是物理吸附，只有少数情况 属于化学吸附。
吸附剂
吸附剂的性能要求： ① 有较大的比表面积 ② 对吸附质有较高的吸附能力和高选择性 ③ 较高的强度和耐磨性 ④ 颗粒大小均匀 ⑤ 具有良好的化学稳定性、热稳定性以及价廉易得 ⑥ 容易再生
吸附原理与吸附剂
认识吗？
活性炭
想一想：
硅胶
日常生活中，我们可以用它们来做什么？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
吸附： 利用某些固体能够从流体混合物中选择性地凝聚一定 组分在其表面上的能力，使混合物中的组分彼此分离的单 元操作过程。 吸附的工业应用 广泛应用于化工、石油化工、医药、冶金和电子等工 业部门，用于气体分离、干燥及空气净化、废水处理等环 保领域。 常温空气分离氧、氮； 从各种混合气体中分离回收H2 、CO2 、CO、 CH4、C2H4等气相分离； 从废水中回收有用成分或除去有害成分； 石油化工和化工产品的液相分离
练习
1、下面对于物理吸附的描述，不正确的有（ D ）
A.吸附力基于分子间力，吸附一般没有选择性
B.吸附层可以是单分子层或多分子层 C.吸附速度较快，吸附热较小
D.吸附较稳定，不易解吸
2、物理吸附和化学吸附有许多不同之处，下面的说法中不 正确的是（ ）
C
A. 物理吸附是分子间力起作用，化学吸附是化学键力起作用 B .物理吸附有选择性，化学吸附无选择性 C .物理吸附速率快，化学吸附速率慢 D. 物理吸附一般是单分子层或多分子层，化学吸附一般是单 分子层
化学吸附： 由吸附质与吸附剂表面原子间的化学键合作用造成的， 即在吸附质与吸附剂之间发生了电子转移、原子重排或化 学键的破坏与生成等现象。 特点：1）化学吸附往往是不可逆的； 2）化学吸附的吸附热接近于化学反应的反应热， 比物理吸附大的多； 3）吸附很稳定，一旦吸附，不易解吸； 4）吸附是单分子层的； 5）吸附需要活化能，温度升高，吸附和解吸速率 加快。
小结
一、吸附原理 化学吸附 物理吸附 二、吸附剂 1、吸附剂的性能要求 2、常用吸附剂:活性炭、硅胶、活性氧化铝、合成 沸石和天然沸石分子筛
作业
简答： 1、比较物理吸附与化学吸附有哪些不同之 处？ 2、吸附剂有哪些性能要求？
吸附剂：具有一定吸附能力的固体材料。
吸附质：被吸附的物质。
脱附：组分脱离固体吸附剂表面的现象。 吸附热：吸附过程所放出的热量。
物理吸附： 当气体或液体分子与固体表面分子间的作用力为分 子间力时产生的吸附。 特点：1）是一种可逆过程； 2）吸附质在吸附剂表面形成单层或多层分子吸 附时，其吸附热比较低； 3）吸附无选择性，任何固体可以吸附任何气体， 当然吸附量会有所不同； 4）吸附稳定性不高，吸附和解吸速率都很快； 5）吸附不需要活化能，吸附速率并不因温度的 升高而变快。
③活性氧化铝
活性氧化铝为无定形的多孔结构物质，通常由氧化铝 加热、脱水和活化而得，是一种极性吸附剂，对水有很强 的吸附能力，主要用于气体与液体的干燥以及焦炉气或炼 厂气的精制等。
④合成沸石和天然沸石分子筛
沸石是一种硅铝酸金属盐的晶其晶格中有许多大小相 同的空穴，可包藏被吸附的分子，空穴之间又有许多直径 相同的孔道相连。分子筛能使比其孔道直径小的分子通过 孔道，吸附到孔道内部，而比孔径大的物质分子则排斥在 外面，从而使分子大小不同的混合物分离，起了筛选分子 的作用。主要用于环境保护中的水处理、脱除重金属离海 水提钾、各种气体和液体的干燥、烃类气体或液体混合物 的分离等。
②硅胶
硅胶别名硅橡胶，是一种高活性吸附材料，属非晶 态物质，不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定， 除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。硅胶根据其孔 径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅 胶。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔 结构。主要用于气体干燥、气体吸收、液体脱水、制备色 谱和催化剂等。
常用的吸附剂
①活性炭
活性炭是一种黑色多孔的固体炭质。早期由木材、硬 果壳或兽骨等经炭化、活化制得，后改用煤通过粉碎、成 型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳，并 含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面 积在500～1700m2/g间。具有很强的吸附性能，为用途极 广的一种工业吸附剂。可用于回收混合气体中的溶剂蒸气， 各种油品和糖液的脱色，炼油、含酚废水处理以及城市污 水的深度处理，气体的脱臭等。