分离工程固定床吸附分离VIP免费

第三节固定床吸附分离一、固定床吸附流程图9-9固定床吸附干燥器流程图•优点：–结构简单–造价低–吸附剂磨损少•缺点：–间歇–需配有备用设备–总吸附剂用量很大–静止床层的传热性差，再生时要将床层加热升温很不容易，而吸附时所产生的吸附热要传出去也很不容易二、吸附剂的活性、吸附负荷曲线与透过曲线1.吸附剂的活性%100吸附剂的重量被吸附物质的重量吸附剂的活性%100吸附剂的体积被吸附物质的体积吸附剂的活性或：•活性可细分为静活性和动活性。•静活性——在操作T、P下，与流体相中吸附质初始浓度C0成平衡时的最大吸附量与吸附剂量之比（或者说是在该操作条件下，吸附剂达饱和时的活性)。•动活性——认为当床层出口处流体含有吸附质时，床层便失效，所以，当床层出口处流体含有吸附质时，计算床层吸附的吸附质的量，所算出的活性称为动活性。2.吸附负荷曲线(1)吸附负荷曲线的定义设流体以平均速度u通过床层，在不同时间i时：1)检测床层各个位置流动相中吸附质的浓度;或：2)检测吸附相中吸附质的浓度;以浓度为纵坐标，床层长度为横坐标，可作出每个时间i下的曲线，称为吸附负荷曲线。即在不同时间、不同床层段吸附质的浓度变化曲线。(2)理想的吸附负荷曲线C0C0C1234床层长度流体以柱塞流进入床层，初始浓度C0，床层的吸附速率=∞，或阻力=0，则吸附负荷曲线为一垂直于横轴的直线。(3)实际吸附负荷曲线（新鲜吸附剂）C0C0C1324(4)实际吸附负荷曲线（有残余浓度的情况）图9-10传质前沿的形成和移动(5)床层的三个区床层长度未用区饱和区传质区传质区(6)床层操作时间床层的操作时间是固定床吸附操作的重要设计指标。床层的操作时间是指保证吸附质不溢出床层的最大操作时间。(7)吸附负荷曲线的求法（作法）吸附负荷曲线可以通过实验求得，若取流动相中溶质浓度变化来表示吸附负荷曲线，则可以在某一时间i时抽取沿床层高度上各个点的流动相的样品进行分析，将结果绘于图中，得其中一条i的曲线。（但这样会因取样点的存在而破坏流动状态）若取固相中溶质的浓度，可在某一时间i时停止进料，然后沿轴向分层取出吸附剂，测定每一小薄层吸附剂的吸附量。两种方法可得到同样形状的吸附负荷曲线。3.透过曲线吸附负荷曲线可以反映出固定床层内的吸附情况，但床层内吸附质的浓度比较难测定，工程上一般采用固定床层出口处流出物中吸附质的浓度来表示吸附过程的进行情况。所绘得的曲线称为透过曲线(breakthroughcurve)。(1)透过曲线的标绘一般透过曲线是以流出物中吸附质的浓度C为纵坐标，以时间（较多见）或流出物的体积为横坐标标绘的。破点(breakpoint)——床层流出物中吸附质浓度明显上升的点。透过时间——达到破点时所需的时间。C00CaCbCcCd破点时间(或流出物的体积)度浓物出流透过时间(破点时间)透过曲线未用区传质区饱和区C0bCb传质区饱和区未用区进料浓度C0a出口浓度Ca传质区饱和区C0cCc传质区饱和区C0bCd图9-13透过曲线床层高为400mm，粒度为40-60目的木薯吸附剂，平均气速在2.321g/min下水的透过曲线(2)影响透过曲线的因素1)溶液中吸附质浓度愈高，随之相应的透过曲线向上凸度愈大。（图9-16）2)吸附剂是球形的颗粒，在其它条件相同时，颗粒愈小则透过曲线愈陡。（图9-17）3)对相同吸附质，由于吸附剂不同，所得的透过曲线亦不相同。（图9-18）4)随着吸附剂使用周期的增加，透过曲线形状亦变异，到吸附剂已劣化，其透过曲线逐渐延长。（图9-19）三、吸附等温线对固定床传质区和吸附波的影响)('11CfuZC(9-31)式中：——浓度为C时传质区内吸附波的移动速度；u——流体流过吸附剂颗粒间的平均速度；ε——吸附剂的空隙率；f(C)——吸附等温方程。CZ(1)优惠型吸附等温线f’(C)随C增大而减小，代入上式可看出，吸附波高浓度端的运动速度要比低浓度端快，则随着吸附波的运动，传质区长度Za越来越小，吸附波幅发生了“缩短”的现象，对吸附操作有利。C0C(2)非优惠型f’(C)随C增大而增大，吸附波高浓度端的运动速度比低浓度端慢，Za越来越大，吸附波幅发生了“延长”现象，...