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什么是吸附,变压吸附的工作原理是什么?

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-02-26  来源:本站  作者:本站编辑  浏览次数:2
核心提示:吸附的定义及类型由Kayser最早在1881年提出吸附一词,指气体在自由表面上的凝聚。现在国际上严格定义吸附为:一个或多个组分在界

吸附的定义及类型由Kayser最早在1881年提出“吸附”一词,指气体在自由表面上的凝聚。现在国际上严格定义吸附为:一个或多个组分在界面上的富集或损耗。其机理是在两相界面上,由于异相分子间作用力不同于主体相分子间作用力,使相界面上流体的分子密度高于其主体密度而产生吸附。被吸附的原子或分子返回到液相或气相的过程,称为解吸。在两相界面处,吸附相称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质。

根据被吸附物分子和固体表面之间键的本质,吸附可分为化学吸附和物理吸附。在吸附过程中吸附相分子与吸附剂分子间的结合力属于化学键性质,则为化学吸附。吸附剂表面的官能团结合一个吸附质分子后,价键即达饱和,因此化学4吸附的特点是单分子层吸附,其规律性明确。著名的Langmuir方程就是针对这种吸附机制提出来的。化学吸附的过程是不可逆的,其吸附热较大。若没有电子转移,没有化学键的生成与破坏,没有原子重排等,而产生吸附的只是范德华引力,包括诱导力、色散力和静电力,则为物理吸附,也称为范德华吸附。

相对于化学吸附,多数物理吸附进行的速度很快,吸附平衡瞬间达到,解吸也容易,因此在吸附工程应用中大多采用基于物理吸附的,其中,变压吸附过程就是物理吸附过程。

吸附剂在不同的温度以及压力下,对吸附质的吸附量不同。通常同一温度下,压力较高时吸附量大,而相反,压力较低时吸附量小。同一压力则温度低时吸附量大而温度高时吸附量小。例如,当保持压力为定值,使温度从低值升为高值而改变吸附量分离气体的方法称为变温吸附TSA。相应地,T温度下,较高吸附压力Pa时吸附剂的吸附量为Qa,保持温度不变,压力降为较低Pd时吸附剂的吸附量降为Qd,则其吸附量变化之差值△Q=Qa-Qd,上述过程称之为变压吸附PSA。变温吸附和变压吸附均能完成气体吸附分离过程,但就气体本身性质而言,实际操作中温度控制比压力控制更难,因此变压吸附过程在生产生活中取得了广泛应用。

 
关键词: 变压吸附
 
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