吸附过程基本原理VIP专享

（1）吸附与吸附平衡当流体与多孔固体接触时, 流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄, 此现象称为吸附。在固体表面积蓄的组分称为吸附物或吸附质，多孔固体称为吸附剂。利用某些多孔固体有选择地吸附流体中的一个或几个组分，从而使混合物分离的方法称为吸附操作，它是分离和纯净气体和液体混合物的重要单元操作之一。吸附平衡是指在一定的温度和压力下，吸附剂与吸附质充分接触，最后吸附质在两相中的分布达到平衡的过程，吸附分离过程实际上都是一个平衡吸附过程。在实际的吸附过程中，吸附质分子会不断地碰撞吸附剂表面并被吸附剂表面的分子引力束缚在吸附相中；同时吸附相中的吸附质分子又会不断地从吸附剂分子或其它吸附质分子得到能量，从而克服分子引力离开吸附相。当一定时间内进入吸附相的分子数和离开吸附相的分子数相等时，吸附过程就达到了平衡。在一定的温度和压力下，对于相同的吸附剂和吸附质，该动态平衡吸附量是一个定值。在压力高时，由于单位时间内撞击到吸附剂表面的气体分子数多，因而压力越高动态平衡吸附容量也就越大；在温度高时，由于气体分子的动能大，能被吸附剂表面分子引力束缚的分子就少，因而温度越高平衡吸附容量也就越小。（2）吸附类型根据吸附质与吸附剂间吸附作用力性质的不同，将吸附分为物理吸附和化学吸附。物理吸附又称为范德华吸附，它是吸附质和吸附剂以分子间作用力为主的吸附；化学吸附是吸附质和吸附剂以分子间的化学键为主的吸附。利用变压吸附分离提纯气体混合物的分离方法主要是物理吸附，在整个过程中气相分子没有发生化学变化。（3）吸附速率吸附速率是指当流体与吸附剂接触时，单位时间内的吸附量，单位为 kg/s。吸附速率与物系、操作条件及浓度有关。吸附过程包括以下三个步骤：① 吸附质从流体主体以对流扩散的形式传递到固体吸附剂的外表面，此过程称为外扩散。② 吸附质从吸附剂的外表面进入吸附剂的微孔内，然后扩散到固体的内表面，此过程为内扩散。③ 吸附质在固体内表面上被吸附剂所吸附，称为表面吸附过程。通常吸附为物理吸附，表面吸附速率很快，故总吸附速率主要取决于内外扩散速率的大小。当外扩散速率小于内扩散速率时，总吸附速率由外扩散速率决定，此吸附为外扩散控制的吸附。当内扩散速率小于外扩散速率时，总吸附速率由内扩散速率决定，此吸附为内扩散控制的吸附。（4）吸附剂吸附分离的效果很大程度上取决于吸附剂的性能，工业吸附要求吸附剂满足以下要求：...