第十二章 新型吸附分离技术PPT资料.pptx

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,3,2.吸附类型物理吸附：

由吸附剂和吸附质分子间相互作用力引起的吸附，又称范德华吸附。

化学吸附：

吸附剂和吸附质分子间由类似于化学键的相互作用引起的吸附。

4,5,两种吸附类型的比较,吸附分离过程的分类,变温吸附分离温度吸附容量，而温度吸附容量故低温吸附分离，高温再生吸附剂。

变压吸附分离恒温下，分压吸附容量，而分压吸附容量故加压吸附分离，减压再生吸附剂。

变浓度吸附分离用溶剂置换，改变吸附组分的浓度，使吸附剂解吸。

色谱吸附分离包括气相、液相、离子交换、凝胶色谱。

循环吸附分离技术固定吸附床经热力学参数和移动相周期性地改变，从而,使,混合物得以分离的技术。

7,4.吸附剂的种类和性能,8,对吸附剂要求良好的选择性、较高的吸附容量、较高的机械强度。

吸附剂种类天然吸附剂，如活性铝土矿、漂白土、硅藻土等；

硅胶；

活性氧化铝；

活性炭；

合成沸石分子筛。

活性白土：

主要成分为硅藻土。

粘土粘性,白土。

用于植物油脂类脱色精制、石油馏分脱色脱水及溶剂的精制等。

活性炭：

含碳原料经碳化、活化后制得，具多孔结构，比表面大100万m2/kg。

根据来源分果壳系、木材系、泥炭褐煤系、烟煤系和石油系等。

性能稳定，抗腐蚀。

常用于工业脱色、脱臭、净化、三废处理及催化剂担体等。

硅胶：

坚硬、多孔固体，由硅酸钠经硫酸处理成凝胶再水洗除硫酸钠后干燥得到。

比表面大，83万m2/kg。

极易吸附极性溶液尤其水（可达本身重量的50），难于吸附非极性物质。

常用作气体、液体干燥剂及催化剂担体。

酸,9,活性氧化铝：

铝的水化物加热脱水而成。

比表面2050万m2/kg。

吸湿容量大，适用周期长。

常用于高湿度气体脱水和干燥。

分子筛：

合成沸石：

多为结晶硅铝酸盐的多水化合物。

具有热稳定性和化学稳定性高，筛分、离子交换、选择和吸附性能好等特点。

对极性分子尤其是水有高亲和力，能选择吸附不饱和有机化合物。

炭分子筛：

非极性吸附剂，比表面大（80100万m2/kg），空腔大，吸附能力高，机械强度好，制备工艺简单，成本低，用途广。

多用于深度干燥，制备氮效果较好。

10,吸附树脂：

聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等高聚物。

理化性能稳定、易再生、品种多、易于选择等优点。

常用于污水处理、维生素分离、过氧化氢精制等。

新型纤维吸附剂：

如碳纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维等。

可加工成各种形状。

对气体中有机物和杂质吸附速度快、易于再生、操作简便、吸附率高、温度影响较小等特点。

11,5.吸附分离技术的应用气体和液体的去湿。

如：

氟里昂脱水。

气体的分离和净化。

工业生产中的原料气脱除其中的CO2、H2S、CO、SO2等微量杂质。

气体中少量溶剂的回收。

油漆或轻纺工业中，排出的气体内溶剂蒸汽（苯、丙酮、二硫化碳）的回收。

有机烷烃和芳烃的分离和精制。

间-二甲苯和对-二甲苯的分离、碳水化合物中的果糖和葡萄糖的分离等。

12,13,14,6.吸附分离技术的发展方向新型吸附剂的开发先进循环操作方法和工艺流程,15,7.部分常见吸附设备,接触式吸附设备常见的接触式吸附装置为接触式过滤吸附器，如图所示。

它属于分级接触，适用于处理液态溶液。

其特点是结构简单，操作容易。

按照原料、吸附细致的不同，操作方式可分为单级吸附和多级吸附，多级吸附又分为多级错流和多级逆流吸附,16,固定床吸附设备：

属间歇操作。

优点：

结构简单、造价低、吸附剂磨损少、操作易掌握、操作弹性大，可用于气相、液相吸附，分离效果好。

缺点：

吸附剂用量较大，易出现局部过热现象，影响吸附。

17,移动床吸附器又称“超吸附塔”，对原水与处理要求较低，操作管理方便。

18,利用温度的变化实现吸附、解吸和再生循环操作。

常用于从气体或液体中分离少量杂质。

若连续进料至少需要两个吸附器。

缺点是再生过程长（包括加热、解吸、冷却），常需要几小时甚至1天；

热量消耗较大。

19,二、变温吸附分离技术,1.原理：

利用被吸附气体的压力周期性变化，在高压下被吸附，在低压或真空下解吸附，吸附剂同时再生，完成循环操作，从而将混合的气体组分分离。

只能用于气体吸附，一般用于气体混合物的主体分离。

最简单的变压吸附和变真空吸附是在两个并联的固定床中实现的。

20,三、变压吸附分离技术,2.变压吸附方式分类常压吸附，真空解吸高压吸附，常压解吸加压吸附，真空解吸3.变压吸附的分离工艺充压进料吸附放压抽空（吹扫）缺点：

放压、抽空时遗失产品。

改进方法：

1）改进吸附剂；

2）更新工艺流程和操作条件（如采用多塔流程或添加缓冲罐）,21,22,变压吸附分离技术的应用实例：

从空气中分离氧,23,吸附再生第一次均压EQ1准备清洗PP第二次均压EQ2下吹BD（逆降流层）清洗P升压RP,24,原理：

液体混合物中的某些组分在环境条件下选择性地吸附，然后用少量强吸附性液体解吸再生。

该过程用于液体混合物的主体分离。

25,四、变浓度吸附分离技术,离子交换是应用离子交换剂进行混合物分离和其他过程的技术。

离子交换剂是一种带有可交换离子的不溶性固体。

离子交换是可逆的。

26,离子交换树脂：

阳离子交换树脂阴离子交换树脂又分别有强型与弱型两种。

高分子酸、碱或盐的有机高聚物树脂。

27,离子交换过程可分为五步：

28,膜扩散颗粒扩散交换反应扩散到颗粒外表面扩散到溶液主体,离子交换过程的设备与操作方式,设备：

搅拌槽、流化床、固定床和移动床。

操作方法：

间歇式、半连续和连续式。

29,30,31,原理：

吸附剂床层固定不动，连续不断改变物料进口位置，以模拟固体吸附剂和液体逆流接触的吸附分离方式。

特点：

多塔节组成，每个塔节均有固体床各液流出入口位置不断改变，相当于吸附剂床层在塔节内移动以24通旋转阀控制液流进出口的改变,32,五、模拟移动床吸附分离技术,33,34,原理：

在前半循环周期（热半循环），在较高温度下，固定床层内吸附剂的吸附容量减少，混合物中溶质随向上流动的流动相上升；

在后半循环周期（冷半循环），冷水使固定床层及流动相冷却，吸附剂的吸附容量增加，溶质固定于吸附床层较高的位置，流动相中难吸附组分被推向床层下方。

经多次反复循环，溶质（易于吸附组分）向上移动，在床层内柱顶贮槽富集，而惰性组分（难吸附组分）不断随流动相下移，在柱底贮槽富集，从而达到分离。

35,六、参数泵吸附分离技术,参数泵分离过程的分类,36,根据操作方法分：

直接式和同流式根据回流情况分：

半连续和连续根据体系中组分分：

一种溶质和多种溶质根据所使用的相种类分：

液液体系和气液体系根据热力学参数分,