第十三章吸附1

1、第十三章第十三章 吸附分離吸附分離第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n1.吸附與解吸：吸附與解吸：n吸附吸附n利用多孔固體顆粒選擇性地吸附流體中的一個或幾個組分，利用多孔固體顆粒選擇性地吸附流體中的一個或幾個組分，從而使流體混合物得以分離的方法稱為吸附操作。從而使流體混合物得以分離的方法稱為吸附操作。物質(zhì)（氣體或蒸氣）在固體表面上或微孔容積內(nèi)的物質(zhì)（氣體或蒸氣）在固體表面上或微孔容積內(nèi)的積聚現(xiàn)象稱為吸附。積聚現(xiàn)象稱為吸附。n通常稱被吸附物質(zhì)為吸附質(zhì)，用作吸附的多孔固體顆粒稱為吸通常稱被吸附物質(zhì)為吸附質(zhì)，用作吸附的多孔固體顆粒稱為吸附劑。附劑。n吸附是從氣體或液體中脫除全部雜質(zhì)的一種通用方法。在現(xiàn)代化吸附是

2、從氣體或液體中脫除全部雜質(zhì)的一種通用方法。在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)、石油加工工業(yè)中，學(xué)工業(yè)、石油加工工業(yè)中，如溶劑的回收，水溶液或有機溶液的脫色、如溶劑的回收，水溶液或有機溶液的脫色、脫臭，有機烷烴的分離，芳烴的精制等。脫臭，有機烷烴的分離，芳烴的精制等。吸附法廣泛用于工藝氣體或吸附法廣泛用于工藝氣體或液體的深度凈化和干燥、環(huán)境保護。液體的深度凈化和干燥、環(huán)境保護。n工業(yè)上廣泛使用的吸附劑有硅膠、鋁凝膠、活性炭等具有發(fā)達內(nèi)工業(yè)上廣泛使用的吸附劑有硅膠、鋁凝膠、活性炭等具有發(fā)達內(nèi)表面的各種吸附劑。表面的各種吸附劑。 解吸解吸2 2. .吸附方法的發(fā)展史吸附方法的發(fā)展史工業(yè)吸附方法的發(fā)展是后來成為俄國科學(xué)院

3、院士的一位藥劑工業(yè)吸附方法的發(fā)展是后來成為俄國科學(xué)院院士的一位藥劑師洛維茨開創(chuàng)的，師洛維茨開創(chuàng)的，17851785年洛維茨發(fā)現(xiàn)：燒炭放在酒石酸溶液內(nèi)，年洛維茨發(fā)現(xiàn)：燒炭放在酒石酸溶液內(nèi)，會吸附有機雜質(zhì)，使酒石酸脫色。后來他發(fā)現(xiàn)了炭作為吸附劑的會吸附有機雜質(zhì)，使酒石酸脫色。后來他發(fā)現(xiàn)了炭作為吸附劑的萬能作用，即溶液用木炭凈化，能脫除其中的各種雜質(zhì)。九年以萬能作用，即溶液用木炭凈化，能脫除其中的各種雜質(zhì)。九年以后，在食品工業(yè)上，炭開始被用來凈化糖汁，在釀酒工業(yè)上，炭后，在食品工業(yè)上，炭開始被用來凈化糖汁，在釀酒工業(yè)上，炭用來除去酒精中的雜醇油，在俄國艦隊上，炭被用來凈化飲用水。用來除去酒精中的雜醇

4、油，在俄國艦隊上，炭被用來凈化飲用水。與吸附相反，組分脫離固體吸附劑表面的現(xiàn)象稱為解吸與吸附相反，組分脫離固體吸附劑表面的現(xiàn)象稱為解吸（或脫附）。吸附與解吸的循環(huán)操作構(gòu)成一個完整的工業(yè)吸附（或脫附）。吸附與解吸的循環(huán)操作構(gòu)成一個完整的工業(yè)吸附過程。過程。在洛維茨逝世（在洛維茨逝世（1804年）以后，他所提出的一些過程也已年）以后，他所提出的一些過程也已開始在西歐采用，開始在西歐采用，1808年法國糖廠開始投產(chǎn)，這些工廠采用木年法國糖廠開始投產(chǎn)，這些工廠采用木炭凈化甜菜糖汁。炭凈化甜菜糖汁。1811年菲古爾實驗證明了骨炭優(yōu)于木炭。年菲古爾實驗證明了骨炭優(yōu)于木炭。 18791879年，斯密特把氣體

5、吸附性進行了排隊，得出了年，斯密特把氣體吸附性進行了排隊，得出了不同氣體的吸附值。不同氣體的吸附值。二十世紀(jì)初，批準(zhǔn)了用氣體和化學(xué)活化制造活性炭的二十世紀(jì)初，批準(zhǔn)了用氣體和化學(xué)活化制造活性炭的方法專利。并于方法專利。并于19111911年在荷蘭和年在荷蘭和19131913年在德國建立了活性年在德國建立了活性炭工廠。同時通過實驗研究建立了活性炭在氣體分離和凈炭工廠。同時通過實驗研究建立了活性炭在氣體分離和凈化方面的使用條件。化方面的使用條件。18741874年，俄國梅里森年，俄國梅里森認(rèn)認(rèn)為木炭能吸附等量的氯，而為木炭能吸附等量的氯，而且在吸附過程中吸附劑的溫度升高且在吸附過程中吸附劑的溫度升高

6、3030。同時他還證明，。同時他還證明，炭對硫化氫、二氧化硫、氨、溴化氫、氯乙烷和氫氰酸炭對硫化氫、二氧化硫、氨、溴化氫、氯乙烷和氫氰酸之類的氣體有吸附能力。一些揮發(fā)性液體（酒精）被吸之類的氣體有吸附能力。一些揮發(fā)性液體（酒精）被吸收后，在這些液體的沸點溫度下不會從炭中析出。由此收后，在這些液體的沸點溫度下不會從炭中析出。由此產(chǎn)生了關(guān)于解吸使吸附劑恢復(fù)能力的概念。產(chǎn)生了關(guān)于解吸使吸附劑恢復(fù)能力的概念。 3 3. .吸附機理的分類：吸附機理的分類：根據(jù)吸附質(zhì)和吸附劑之間吸附力的不同，吸附操作根據(jù)吸附質(zhì)和吸附劑之間吸附力的不同，吸附操作分為物理吸附與化學(xué)吸附兩大類。分為物理吸附與化學(xué)吸附兩大類。

7、n 物理吸附或稱范德華吸附：物理吸附或稱范德華吸附：n吸附作用起因于固體顆粒的表面力。此表面力主要吸附作用起因于固體顆粒的表面力。此表面力主要是由于范德華力的作用使吸附分子單層或多層地覆蓋于吸是由于范德華力的作用使吸附分子單層或多層地覆蓋于吸附劑的表面，這種吸附屬于物理吸附，吸附時放出的熱量附劑的表面，這種吸附屬于物理吸附，吸附時放出的熱量為吸附熱。數(shù)值上與被吸附組分的冷凝熱相當(dāng)，這與微孔為吸附熱。數(shù)值上與被吸附組分的冷凝熱相當(dāng)，這與微孔充填理論相符。充填理論相符。它是吸附劑分子與吸附質(zhì)分子間吸引力作用的結(jié)果，它是吸附劑分子與吸附質(zhì)分子間吸引力作用的結(jié)果，因其分子間結(jié)合力較弱，故容易脫附因其分

8、子間結(jié)合力較弱，故容易脫附. .如固體和氣體之如固體和氣體之間的分子引力大于氣體內(nèi)部分子之間的引力，氣體就會間的分子引力大于氣體內(nèi)部分子之間的引力，氣體就會凝結(jié)在固體表面上，吸附過程達到平衡時，吸附在吸附凝結(jié)在固體表面上，吸附過程達到平衡時，吸附在吸附劑上的吸附質(zhì)的蒸汽壓應(yīng)等于其在氣相中的分壓。劑上的吸附質(zhì)的蒸汽壓應(yīng)等于其在氣相中的分壓。 化學(xué)吸附化學(xué)吸附n工業(yè)上應(yīng)用的多為物理吸附，軍事上應(yīng)用的多為化工業(yè)上應(yīng)用的多為物理吸附，軍事上應(yīng)用的多為化學(xué)吸附。學(xué)吸附。n本章主要討論物理吸附。本章主要討論物理吸附。n 是由吸附質(zhì)與吸附劑分子間化學(xué)健的作用所引起，是由吸附質(zhì)與吸附劑分子間化學(xué)健的作用所引起

9、，其間結(jié)合力比物理吸附大得多，放出的熱量也大得多，其間結(jié)合力比物理吸附大得多，放出的熱量也大得多，與化學(xué)反應(yīng)熱數(shù)量級相當(dāng)，過程往往不可逆?；瘜W(xué)吸附與化學(xué)反應(yīng)熱數(shù)量級相當(dāng)，過程往往不可逆。化學(xué)吸附在催化反應(yīng)中起重要作用。在催化反應(yīng)中起重要作用。n4 4. . 吸附機理的判斷依據(jù)：吸附機理的判斷依據(jù)： 化學(xué)吸附熱與化學(xué)反應(yīng)熱相近，比物理吸附熱大得多?；瘜W(xué)吸附熱與化學(xué)反應(yīng)熱相近，比物理吸附熱大得多。如二氧化碳和氫在各種吸附劑上的化學(xué)吸附熱為如二氧化碳和氫在各種吸附劑上的化學(xué)吸附熱為8374083740J Jmolmol和和6280062800J Jmolmol，而這兩種氣體的物理吸附熱約為而這兩種氣

10、體的物理吸附熱約為2512025120J Jmolmol和和83748374J Jmolmol。n 化學(xué)吸附有較高的選擇性?；瘜W(xué)吸附有較高的選擇性。如氯可以被鎢或鎳化學(xué)吸如氯可以被鎢或鎳化學(xué)吸附。物理吸附則沒有很高的選擇性，它主要取決于氣體或附。物理吸附則沒有很高的選擇性，它主要取決于氣體或液體的物理性質(zhì)及吸附劑的特性。液體的物理性質(zhì)及吸附劑的特性。n 化學(xué)吸附時，溫度對吸附速率的影響較顯著，溫度化學(xué)吸附時，溫度對吸附速率的影響較顯著，溫度升高則吸附速率加快，因其是一個活化過程，故又稱活升高則吸附速率加快，因其是一個活化過程，故又稱活化吸附。而物理吸附即使在低溫下，吸附速率也可能較化吸附。而物

11、理吸附即使在低溫下，吸附速率也可能較大，因它不屬于活化吸附。大，因它不屬于活化吸附。 n 化學(xué)吸附總是單分子層或單原子層，而物理吸附則化學(xué)吸附總是單分子層或單原子層，而物理吸附則不同，低壓時，一般是單分子層，但隨著吸附質(zhì)分壓不同，低壓時，一般是單分子層，但隨著吸附質(zhì)分壓增大，吸附層可能轉(zhuǎn)變成多分子層。增大，吸附層可能轉(zhuǎn)變成多分子層。n5 5. .吸附劑的再生及方法：吸附劑的再生及方法：n 吸附劑的再生，即吸附劑脫附，對吸附吸附劑的再生，即吸附劑脫附，對吸附過程是非常重要的。過程是非常重要的。n通常采用的方法：通常采用的方法：n提高溫度或降低吸附質(zhì)在氣相中的分壓。提高溫度或降低吸附質(zhì)在氣相中的分

12、壓。n這樣的結(jié)果：這樣的結(jié)果：n 吸附質(zhì)將以原來的形態(tài)從吸附劑上回到氣相吸附質(zhì)將以原來的形態(tài)從吸附劑上回到氣相或液相，這種現(xiàn)象稱為或液相，這種現(xiàn)象稱為“脫附脫附”，所以物理吸，所以物理吸附過程是可逆的。附過程是可逆的。n 吸附分離過程正是利用物理吸附的這種可吸附分離過程正是利用物理吸附的這種可逆性來實現(xiàn)混合物的分離。逆性來實現(xiàn)混合物的分離。n6.吸附分離過程的分類：吸附分離過程的分類：n 目前工業(yè)生產(chǎn)中吸附過程主要有如下幾種：目前工業(yè)生產(chǎn)中吸附過程主要有如下幾種： n 變溫吸附變溫吸附 nG HTS （9-1） n 式中式中H為焓變，為焓變，S為熵變。為熵變。 n 當(dāng)吸附達到平衡時，系統(tǒng)的自由

13、能，熵值都降低故式當(dāng)吸附達到平衡時，系統(tǒng)的自由能，熵值都降低故式(9-1)中焓變中焓變H為負(fù)值，表明吸附過程是放熱過程，可見若降低操作溫為負(fù)值，表明吸附過程是放熱過程，可見若降低操作溫度，可增加吸附量，反之亦然。度，可增加吸附量，反之亦然。n在一定壓力下吸附的自由能變化在一定壓力下吸附的自由能變化G有如下關(guān)系有如下關(guān)系: n 因此，吸附操作通常是在低溫下進行，然后提高操作溫度使因此，吸附操作通常是在低溫下進行，然后提高操作溫度使被吸附組分脫附。被吸附組分脫附。 n 通常用水蒸汽直接加熱吸附劑使其升溫解吸，解吸物與水蒸通常用水蒸汽直接加熱吸附劑使其升溫解吸，解吸物與水蒸汽冷凝后分離。吸附劑則經(jīng)間

14、接加熱升溫干燥和冷卻等階段組成汽冷凝后分離。吸附劑則經(jīng)間接加熱升溫干燥和冷卻等階段組成變溫吸附過程，吸附劑循環(huán)使用。變溫吸附過程，吸附劑循環(huán)使用。混合氣混合氣干燥冷卻用空氣干燥冷卻用空氣解 吸 用 水 蒸解 吸 用 水 蒸氣氣1放空放空234苯苯水水1,2裝有活性炭的吸附器；裝有活性炭的吸附器；3冷凝器；冷凝器；4分層器分層器n 變壓吸附變壓吸附 n也稱為無熱源吸附。也稱為無熱源吸附。 恒溫下，升高系統(tǒng)的壓力，床層吸附容量增多，反恒溫下，升高系統(tǒng)的壓力，床層吸附容量增多，反之系統(tǒng)壓力下降，其吸附容量相應(yīng)減少，此時吸附劑之系統(tǒng)壓力下降，其吸附容量相應(yīng)減少，此時吸附劑解吸、再生，得到氣體產(chǎn)物的過程

15、稱為變壓吸附。解吸、再生，得到氣體產(chǎn)物的過程稱為變壓吸附。n根據(jù)系統(tǒng)操作壓力變化不同，變壓吸附循環(huán)可以是常根據(jù)系統(tǒng)操作壓力變化不同，變壓吸附循環(huán)可以是常壓吸附、真空解吸，加壓吸附、常壓解吸，加壓吸附、壓吸附、真空解吸，加壓吸附、常壓解吸，加壓吸附、真空解吸等幾種方法。對一定的吸附劑而言，壓力變真空解吸等幾種方法。對一定的吸附劑而言，壓力變化愈大，吸附質(zhì)脫除得越多?；?，吸附質(zhì)脫除得越多。 n 溶劑置換溶劑置換 n 在恒溫恒壓下，已吸附飽和的吸附劑可用溶劑將在恒溫恒壓下，已吸附飽和的吸附劑可用溶劑將床層中已吸附的吸附質(zhì)沖洗出來，同時使吸附劑解吸床層中已吸附的吸附質(zhì)沖洗出來，同時使吸附劑解吸再生

16、。常用的溶劑有水、有機溶劑等各種極性或非極再生。常用的溶劑有水、有機溶劑等各種極性或非極性物質(zhì)。性物質(zhì)。 n7 7. .吸附分離過程的適用范圍：吸附分離過程的適用范圍：n 吸附分離是利用混合物中各組分與吸附劑吸附分離是利用混合物中各組分與吸附劑間結(jié)合力強弱的差別，即各組分在固相（吸附間結(jié)合力強弱的差別，即各組分在固相（吸附劑）與流體間分配不同的性質(zhì)使混合物中難吸劑）與流體間分配不同的性質(zhì)使混合物中難吸附與易吸附組分分離。附與易吸附組分分離。n 適宜的吸附劑對各組分的吸附可以有很高適宜的吸附劑對各組分的吸附可以有很高的選擇性，故特別適用于用精餾等方法難以分的選擇性，故特別適用于用精餾等方法難以分

17、離的混合物的分離，以及氣體與液體中微量雜離的混合物的分離，以及氣體與液體中微量雜質(zhì)的去除。此外，吸附操作條件比較容易實現(xiàn)。質(zhì)的去除。此外，吸附操作條件比較容易實現(xiàn)。 常用吸附劑常用吸附劑n1 1. .工業(yè)吸附劑的定義：工業(yè)吸附劑的定義： n 通常固體都具有一定的吸附能力，但只有具有很高選擇性通常固體都具有一定的吸附能力，但只有具有很高選擇性和很大吸附容量的固體才能作為工業(yè)吸附劑。和很大吸附容量的固體才能作為工業(yè)吸附劑。 n2.吸附劑的選擇原則：吸附劑的選擇原則：n 吸附劑的性能對吸附分離操作的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)起著決定性吸附劑的性能對吸附分離操作的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)起著決定性的作用，吸附劑的選擇是非常重要

18、的一環(huán)，一般選擇原則為：的作用，吸附劑的選擇是非常重要的一環(huán)，一般選擇原則為：n 具有較大的平衡吸附量。一般比表面積大的吸附劑，其吸具有較大的平衡吸附量。一般比表面積大的吸附劑，其吸附能力強；附能力強；n 具有良好的吸附選擇性；具有良好的吸附選擇性；n 容易解吸，即平衡吸附量與溫度或壓力具有較敏感的關(guān)系；容易解吸，即平衡吸附量與溫度或壓力具有較敏感的關(guān)系； n 有一定的機械強度和耐磨性，性能穩(wěn)定，較低的床層壓有一定的機械強度和耐磨性，性能穩(wěn)定，較低的床層壓降，價格便宜等。降，價格便宜等。n 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，價廉易得。具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，價廉易得。n3 3. .吸附劑的種類：吸附劑的種類

19、：n 目前工業(yè)上常用的吸附劑主要有活性炭，活性氧化鋁，硅目前工業(yè)上常用的吸附劑主要有活性炭，活性氧化鋁，硅膠，分子篩等。膠，分子篩等。n 活性炭活性炭n 活性炭的結(jié)構(gòu)特點：是具有非極性表面，是一種疏水性活性炭的結(jié)構(gòu)特點：是具有非極性表面，是一種疏水性和親有機物的吸附劑，故又稱為非極性吸附劑。和親有機物的吸附劑，故又稱為非極性吸附劑。n 活性炭的優(yōu)點：是吸附容量大，抗酸耐堿、化學(xué)穩(wěn)定性活性炭的優(yōu)點：是吸附容量大，抗酸耐堿、化學(xué)穩(wěn)定性好，解吸容易，在高溫下進行解吸再生時其晶體結(jié)構(gòu)不發(fā)生變好，解吸容易，在高溫下進行解吸再生時其晶體結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，熱穩(wěn)定性高，經(jīng)多次吸附和解吸操作，仍能保持原有的吸化，

20、熱穩(wěn)定性高，經(jīng)多次吸附和解吸操作，仍能保持原有的吸附性能。附性能。n 活性炭常用于溶劑回收、溶液脫色、除臭、精制等過程。活性炭常用于溶劑回收、溶液脫色、除臭、精制等過程。是當(dāng)前應(yīng)用最普遍的吸附劑。是當(dāng)前應(yīng)用最普遍的吸附劑。n 活性炭的制備：活性炭的制備：n通常所有含碳的物料，如木材，果殼，褐煤等都可以加工成通常所有含碳的物料，如木材，果殼，褐煤等都可以加工成黑炭，經(jīng)活化制成活性炭?；罨椒ㄖ饕袃煞N：即藥品活化黑炭，經(jīng)活化制成活性炭?；罨椒ㄖ饕袃煞N：即藥品活化和氣體活化。藥品活化是在原料中加入藥品，如和氣體活化。藥品活化是在原料中加入藥品，如ZnClZnCl2 2、H H3 3POPO4

21、4等，在非活性氣體中加熱，進行干餾和活化。氣體活化是通入等，在非活性氣體中加熱，進行干餾和活化。氣體活化是通入水蒸汽、水蒸汽、COCO2 2、空氣等在空氣等在70070011001100下反應(yīng)，使之活化。炭中下反應(yīng)，使之活化。炭中含水會降低其活性。一般活性炭的活化表面約含水會降低其活性。一般活性炭的活化表面約60060017001700m m2 2/g/g。 n 硅膠硅膠n 硅膠是一種堅硬無定形鏈狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸聚合硅膠是一種堅硬無定形鏈狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸聚合物顆粒，是一種親水性極性吸附劑。因其是多孔結(jié)物顆粒，是一種親水性極性吸附劑。因其是多孔結(jié)構(gòu)比表面積可達構(gòu)比表面積可達350350m m

22、2 2g g左右。工業(yè)上用的硅膠有球左右。工業(yè)上用的硅膠有球型、無定型、加工成型及粉末狀四種。主要用于氣體的型、無定型、加工成型及粉末狀四種。主要用于氣體的干燥脫水，催化劑載體及烴類分離等過程。干燥脫水，催化劑載體及烴類分離等過程。n 活性氧化鋁活性氧化鋁n 活性氧化鋁為無定形的多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì)，一般由氧化活性氧化鋁為無定形的多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì)，一般由氧化鋁的水合物鋁的水合物( (以三水合物為主以三水合物為主) )加熱，脫水和活化制得，加熱，脫水和活化制得，其活化溫度隨氧化鋁水合物種類不同而不同，一般為其活化溫度隨氧化鋁水合物種類不同而不同，一般為250250500500?？讖郊s從?？讖郊s從2020 到

23、到5050 。典型的比表面積為典型的比表面積為200200500500m m2 2/g/g?；钚匝趸X具有良好的機械強度，可在活性氧化鋁具有良好的機械強度，可在移動床中使用。對水具有很強的吸附能力，故主要用于移動床中使用。對水具有很強的吸附能力，故主要用于液體和氣體的干燥。液體和氣體的干燥。n 分子篩分子篩n 沸石吸附劑是具有特定而且均勻一致孔徑的多孔吸附劑，它沸石吸附劑是具有特定而且均勻一致孔徑的多孔吸附劑，它只能允許比其微孔孔徑小的分子吸附上去，比其大的分子則不能只能允許比其微孔孔徑小的分子吸附上去，比其大的分子則不能進入，有分子篩的作用，故稱為分子篩。進入，有分子篩的作用，故稱為分子篩。

24、n 分子篩分子篩( (合成沸石合成沸石) )一般可用一般可用 M M2/n2/nOalOal2 2O O3 3ySiOySiO2 2wHwH2 2O O式表示的含式表示的含水硅酸鹽。其中水硅酸鹽。其中M M表示金屬離子，多數(shù)為鈉、鉀、鈣，也可以是有表示金屬離子，多數(shù)為鈉、鉀、鈣，也可以是有機胺或復(fù)合離子。機胺或復(fù)合離子。n n表示復(fù)合離子的價數(shù)，表示復(fù)合離子的價數(shù)，y y和和w w分別表示分別表示SiOSiO4 4和和H H2 2O O的分子數(shù)，的分子數(shù)，y y又稱為硅鋁比，硅鋁比為又稱為硅鋁比，硅鋁比為2 2左右的稱為左右的稱為A A型分子篩，型分子篩，3 3左右的稱為左右的稱為X X型分子

25、篩，型分子篩，3 3以上稱為以上稱為Y Y型分子篩。型分子篩。n 根據(jù)原料配比、組成和制造方法不同，可以制成不同孔徑根據(jù)原料配比、組成和制造方法不同，可以制成不同孔徑( (一一般從般從3 3 到到8 8)和形狀和形狀( (圓形、橢圓形圓形、橢圓形) )的分子篩。分子篩是極性吸附的分子篩。分子篩是極性吸附劑，對極性分子，尤其對水具有很大的親和力。由于分子篩突出劑，對極性分子，尤其對水具有很大的親和力。由于分子篩突出的吸附性能，使得它在吸附分離中有著廣泛的應(yīng)用，主要用于各的吸附性能，使得它在吸附分離中有著廣泛的應(yīng)用，主要用于各種氣體和液體的干燥，芳烴或烷烴的分離及用作催化劑及催化劑種氣體和液體的干

26、燥，芳烴或烷烴的分離及用作催化劑及催化劑載體等。表載體等。表9-19-1所示為分子篩的特性與應(yīng)用。所示為分子篩的特性與應(yīng)用。n4. 吸附劑的基本特性吸附劑的基本特性n（1）吸附劑的比表面積）吸附劑的比表面積n 吸附劑的比表面積吸附劑的比表面積a是指單位質(zhì)量吸附劑所具有的吸附表面積，是指單位質(zhì)量吸附劑所具有的吸附表面積，它是衡量吸附劑性能的重要參數(shù)。吸附劑的比表面主要是由顆粒它是衡量吸附劑性能的重要參數(shù)。吸附劑的比表面主要是由顆粒內(nèi)的孔道內(nèi)表面構(gòu)成的。內(nèi)的孔道內(nèi)表面構(gòu)成的。n 孔的大小可分為三類孔的大小可分為三類：n 微孔（孔徑微孔（孔徑200nm）n 以活性炭為例，微孔的比表面占總比表面的以活

27、性炭為例，微孔的比表面占總比表面的95%以上，而以上，而中孔和大孔主要是提供吸附質(zhì)進入內(nèi)部的通道?？偟谋缺砻娣e可中孔和大孔主要是提供吸附質(zhì)進入內(nèi)部的通道?？偟谋缺砻娣e可達達10003000m2/gn（2）吸附容量）吸附容量n吸附容量吸附容量xm為吸附表面每個空位都單層吸滿吸附質(zhì)分子時的為吸附表面每個空位都單層吸滿吸附質(zhì)分子時的吸附量（單層吸附理論）。吸附量（單層吸附理論）。n 吸附容量與系統(tǒng)的溫度、吸附劑的孔徑大小和孔隙結(jié)構(gòu)形狀、吸附容量與系統(tǒng)的溫度、吸附劑的孔徑大小和孔隙結(jié)構(gòu)形狀、吸附劑的性質(zhì)有關(guān)系。吸附劑的性質(zhì)有關(guān)系。n 吸附容量表示了吸附劑的吸附能力。吸附容量表示了吸附劑的吸附能力。n

28、吸附量吸附量x指單位質(zhì)量吸附劑所吸附的吸附質(zhì)的質(zhì)量。指單位質(zhì)量吸附劑所吸附的吸附質(zhì)的質(zhì)量。n 吸附量也稱為吸附質(zhì)在吸附劑中的濃度。吸附量也稱為吸附質(zhì)在吸附劑中的濃度。n 檢測吸附前后被吸附氣體的濃度變化或吸附前后吸附劑的質(zhì)檢測吸附前后被吸附氣體的濃度變化或吸附前后吸附劑的質(zhì)量變化，可確定吸附量。量變化，可確定吸附量。n（3）吸附劑的密度）吸附劑的密度n 根據(jù)不同需要，吸附劑密度有不同的表達方式。根據(jù)不同需要，吸附劑密度有不同的表達方式。n 裝填密度裝填密度與空隙率與空隙率n 裝填密度指單位充填體積的吸附劑質(zhì)量。裝填密度指單位充填體積的吸附劑質(zhì)量。n 通常的測定方法是將烘干的吸附劑顆粒放入量筒通

29、常的測定方法是將烘干的吸附劑顆粒放入量筒中搖實至體積不變，吸附劑質(zhì)量與量筒所測體積之比中搖實至體積不變，吸附劑質(zhì)量與量筒所測體積之比即為裝填密度。即為裝填密度。n 吸附劑顆粒間的空隙體積與量筒所測體積之比為空吸附劑顆粒間的空隙體積與量筒所測體積之比為空隙率隙率。n 顆粒密度顆粒密度pn 又稱表觀密度，它是單位顆粒體積（包括顆粒內(nèi)孔又稱表觀密度，它是單位顆粒體積（包括顆粒內(nèi)孔腔體積）吸附劑的質(zhì)量，與裝填密度的關(guān)系為：腔體積）吸附劑的質(zhì)量，與裝填密度的關(guān)系為：n n p（1）n真密度真密度tn 指單位顆粒體積（扣除顆粒內(nèi)腔孔體積）吸附劑的指單位顆粒體積（扣除顆粒內(nèi)腔孔體積）吸附劑的質(zhì)量。內(nèi)孔腔體積

30、與顆?？傮w積之比為內(nèi)孔隙率質(zhì)量。內(nèi)孔腔體積與顆粒總體積之比為內(nèi)孔隙率p，即即n t（1p）p第二節(jié)第二節(jié) 吸附平衡吸附平衡n13.2.1 13.2.1 概念概念n 1 1. .吸附平衡吸附平衡n 在一定溫度和壓力下，當(dāng)流體在一定溫度和壓力下，當(dāng)流體( (氣體或液體氣體或液體) )與固體吸附劑經(jīng)與固體吸附劑經(jīng)長時間充分接觸后，吸附質(zhì)在流體相和固體相中的濃度達到平衡長時間充分接觸后，吸附質(zhì)在流體相和固體相中的濃度達到平衡狀態(tài)，稱為吸附平衡狀態(tài)，稱為吸附平衡(也叫吸附飽和也叫吸附飽和)。n 2 2. .吸附過程的方向和極限吸附過程的方向和極限n 吸附平衡關(guān)系決定了吸附過程的方向和極限，是吸附過程的吸

31、附平衡關(guān)系決定了吸附過程的方向和極限，是吸附過程的基本依據(jù)?；疽罁?jù)。n 若流體中吸附質(zhì)濃度高于平衡濃度，則吸附質(zhì)將被吸附，若若流體中吸附質(zhì)濃度高于平衡濃度，則吸附質(zhì)將被吸附，若流體中吸附質(zhì)濃度低于平衡濃度，則吸附質(zhì)將被解吸，最終達吸流體中吸附質(zhì)濃度低于平衡濃度，則吸附質(zhì)將被解吸，最終達吸附平衡，過程停止。附平衡，過程停止。n 3 3. .吸附平衡的影響因素吸附平衡的影響因素n單位質(zhì)量吸附劑的平衡吸附量受到許多因素的影響，如吸附單位質(zhì)量吸附劑的平衡吸附量受到許多因素的影響，如吸附劑的物理結(jié)構(gòu)劑的物理結(jié)構(gòu)( (尤其是表面結(jié)構(gòu)尤其是表面結(jié)構(gòu)) )和化學(xué)組成，吸附質(zhì)在流體相中和化學(xué)組成，吸附質(zhì)在流體

32、相中的濃度，操作溫度等。的濃度，操作溫度等。 13.2.2 13.2.2 吸附等溫線吸附等溫線n1 1. .吸附平衡關(guān)系表示方法吸附平衡關(guān)系表示方法n 通常用等溫下單位質(zhì)量吸附劑的吸附容量通常用等溫下單位質(zhì)量吸附劑的吸附容量 q q與流與流體相中吸附質(zhì)的分壓體相中吸附質(zhì)的分壓p (p (或濃度或濃度C)C)間的關(guān)系間的關(guān)系 q=f(p)q=f(p)表表示，稱為吸附等溫線。由于吸附劑和吸附質(zhì)分子間作示，稱為吸附等溫線。由于吸附劑和吸附質(zhì)分子間作用力的不同，形成了不同形狀的吸附等溫線。用力的不同，形成了不同形狀的吸附等溫線。吸吸 附附 量量氣體吸附質(zhì)濃度氣體吸附質(zhì)濃度氣固吸附等溫線的分類氣固吸附等

33、溫線的分類 以以q q對相對壓力對相對壓力p/pp/p0 0作圖作圖( ( p p0 0為該溫度下吸附質(zhì)的飽為該溫度下吸附質(zhì)的飽和蒸汽壓和蒸汽壓) )，所得曲線為等溫線。，所得曲線為等溫線。不同溫度曲線不同溫度曲線吸附量吸附量kg/kg水在水在5分子篩上的吸附等溫線分子篩上的吸附等溫線分壓分壓p1/pa0 300 n 2 2. . 液、固吸附平衡液、固吸附平衡 n 與氣固吸附相比，液固吸附平衡的影響因素較多。溶液中吸與氣固吸附相比，液固吸附平衡的影響因素較多。溶液中吸附質(zhì)是否為電解質(zhì)，附質(zhì)是否為電解質(zhì)，PHPH值大小，都會影響吸附機理。值大小，都會影響吸附機理。n 溫度、濃度和吸附劑的結(jié)構(gòu)性能

34、，以及吸附質(zhì)的溶解度和溶溫度、濃度和吸附劑的結(jié)構(gòu)性能，以及吸附質(zhì)的溶解度和溶劑的性質(zhì)對吸附機理、吸附等溫線的形狀都有影響。下圖為劑的性質(zhì)對吸附機理、吸附等溫線的形狀都有影響。下圖為4 4 分分子篩對溶劑中水分的吸附等溫線。子篩對溶劑中水分的吸附等溫線。濃度濃度 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)）1苯苯2甲苯甲苯3二甲苯二甲苯4吡啶吡啶5甲基乙基甲甲基乙基甲酮酮6丁醇丁醇7丙醇丙醇8丁醇丁醇9乙醇乙醇水分吸附量水分吸附量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）123456789n 低濃度吸附低濃度吸附n 當(dāng)?shù)蜐舛葰怏w在均一的吸附劑表面發(fā)生物理吸附當(dāng)?shù)蜐舛葰怏w在均一的吸附劑表面發(fā)生物理吸附時，相鄰的分子之間互相獨立，氣相與吸附

35、劑固體相時，相鄰的分子之間互相獨立，氣相與吸附劑固體相之間的平衡濃度是線性關(guān)系，即：之間的平衡濃度是線性關(guān)系，即：nx=Hc x=Hc 或或 x=Hx=Hp p n式中式中xx吸附劑的吸附量吸附劑的吸附量kg/kgkg/kgn c c吸附質(zhì)濃度，吸附質(zhì)濃度，kg/mkg/m3 3n p p吸附質(zhì)分壓，吸附質(zhì)分壓，p pa an H H比例常數(shù)，比例常數(shù)，m m3 3/kg/kgn H H比例常數(shù)，比例常數(shù)，p pa a-1-1n3 3. .吸附平衡關(guān)系式吸附平衡關(guān)系式 n 基于對吸附機理的不同假設(shè)，可以導(dǎo)出相應(yīng)的基于對吸附機理的不同假設(shè)，可以導(dǎo)出相應(yīng)的吸附模型和平衡關(guān)系式。常見的有如下幾種。吸

36、附模型和平衡關(guān)系式。常見的有如下幾種。 單分子層吸附單分子層吸附- -朗格繆爾方程朗格繆爾方程( (langmuir)langmuir)kpkpxxm 1 n方程有如下假設(shè)：方程有如下假設(shè)： 吸附劑表面是均勻的吸附劑表面是均勻的n有如下方程：有如下方程： 被吸附分子之間沒有相互作用被吸附分子之間沒有相互作用 吸附是單分子層吸附吸附是單分子層吸附 在吸附達到平衡時，吸附速度等于解吸速度，在吸附達到平衡時，吸附速度等于解吸速度，利用動力學(xué)推導(dǎo)。利用動力學(xué)推導(dǎo)。- -為吸附表面遮蓋率（為吸附表面遮蓋率（x/xx/xm m）kpkpxxm 1 n式中：式中：X-X-為吸附量為吸附量X Xm m- -為

37、單分子層吸附量為單分子層吸附量k-k-為常數(shù)為常數(shù)P-P-氣體壓力氣體壓力吸附量吸附量kpkpxxm1n討論：討論：n在壓力很低情況下，在壓力很低情況下，kpkp1 1，此時此時x=kpxx=kpxmmn當(dāng)壓力很高時，當(dāng)壓力很高時，kpkp1 1，x=xx=xm mn 多分子層吸附多分子層吸附BETBET（Brunauer ,Emmet Brunauer ,Emmet 和和TellerTeller）方程方程n假設(shè)：假設(shè)：n 認(rèn)為固體表面的能量是均勻的。認(rèn)為固體表面的能量是均勻的。n 未吸附的固體表面對所有分子吸附的機會是相等的。未吸附的固體表面對所有分子吸附的機會是相等的。n 分子在吸附和脫附

38、時不受周圍分子的影響。分子在吸附和脫附時不受周圍分子的影響。n 被吸附在固體表面上的第一層分子，因范德華力還可再吸被吸附在固體表面上的第一層分子，因范德華力還可再吸附氣體分子，從而形成第二層、第三層，而對每一層其方程附氣體分子，從而形成第二層、第三層，而對每一層其方程均成立。同時，各層同第一層相同，均處于動平衡。根據(jù)這均成立。同時，各層同第一層相同，均處于動平衡。根據(jù)這樣的原理推導(dǎo)出如下的樣的原理推導(dǎo)出如下的BETBET方程：方程： 000111ppbppppbxxm 000111ppbppppbxxm式中：式中：p p0 0吸附質(zhì)在實驗溫度下的飽和蒸汽壓吸附質(zhì)在實驗溫度下的飽和蒸汽壓p p

39、氣體壓力氣體壓力bb常數(shù)常數(shù)x x、x xm m 分別為吸附量與第一層的吸附量分別為吸附量與第一層的吸附量n其中其中A A、B B為直線的截距和斜率。由截距和斜率為直線的截距和斜率。由截距和斜率可求出吸附容量為可求出吸附容量為把方程變成直線形式：把方程變成直線形式： 00mm00ppBAppbx1bbx1pp1xppBAxm 1比表面為：比表面為： MxANam00 式中：式中：N N0 0為阿佛加德羅常數(shù)為阿佛加德羅常數(shù)6.0236.02310102323；M M為分子質(zhì)量。為分子質(zhì)量。這個方程式用于測量多孔物質(zhì)的比表面積，其適用這個方程式用于測量多孔物質(zhì)的比表面積，其適用范圍為范圍為:0.

40、:0. 0505p/pp/p0 00.350.35這個方程對無孔或大孔的表面非常適用，但對多孔性這個方程對無孔或大孔的表面非常適用，但對多孔性的物質(zhì)有較大的偏差。的物質(zhì)有較大的偏差。A0氮分子的截面積氮分子的截面積nm2 以上討論的是單組分的吸附，如果氣體是兩種以上討論的是單組分的吸附，如果氣體是兩種或兩種以上的組分，并且吸附劑對兩種組分吸附能或兩種以上的組分，并且吸附劑對兩種組分吸附能力較為接近，吸附劑對一個組分的吸附量將受另一力較為接近，吸附劑對一個組分的吸附量將受另一組分存在的影響。組分存在的影響。 BABAABccxx n4 4. .氣體混合物中雙組分吸附氣體混合物中雙組分吸附 以以A

41、 A、B B兩組分混合物為例，在一定的溫度、壓兩組分混合物為例，在一定的溫度、壓力下，氣相中兩組分濃度之比為力下，氣相中兩組分濃度之比為c cA A/c/cB B, ,與吸附相中與吸附相中兩組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比兩組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比x xA A/x/xB B有對應(yīng)關(guān)系。有對應(yīng)關(guān)系。 如把吸附相中兩組分之比除以氣相中兩組分之比，如把吸附相中兩組分之比除以氣相中兩組分之比，即得到分離系數(shù)即得到分離系數(shù)ABAB： 這與精餾中的相對揮發(fā)度及萃取中的選擇性系數(shù)這與精餾中的相對揮發(fā)度及萃取中的選擇性系數(shù)相類似。相類似。ABAB偏離偏離1 1越遠，該吸附劑越有利于兩組分混越遠，該吸附劑越有利于兩組分混合物的分離

42、。合物的分離。氣相中氣相中CFCl3的摩爾分?jǐn)?shù)的摩爾分?jǐn)?shù)吸附相中吸附相中CFCl3的摩爾分?jǐn)?shù)的摩爾分?jǐn)?shù)CFCl3-C6H6混合物于混合物于273K和和800pa壓壓力下在石墨炭上的吸附力下在石墨炭上的吸附 圖表圖表示吸附示吸附相與氣相與氣相摩爾相摩爾分?jǐn)?shù)的分?jǐn)?shù)的關(guān)系。關(guān)系。n三三. .傳質(zhì)機理及吸附速率傳質(zhì)機理及吸附速率n1 1. . 吸附傳質(zhì)機理吸附傳質(zhì)機理n 組分的吸附過程分為：外擴散、內(nèi)擴散、吸附三組分的吸附過程分為：外擴散、內(nèi)擴散、吸附三個步驟。個步驟。n 吸附質(zhì)首先從流體主體通過通過吸附劑周圍的氣吸附質(zhì)首先從流體主體通過通過吸附劑周圍的氣膜（或液膜）對流擴散至吸附劑顆粒外表面，這一傳

43、膜（或液膜）對流擴散至吸附劑顆粒外表面，這一傳質(zhì)步驟稱為組分的外擴散質(zhì)步驟稱為組分的外擴散; ;n 然后，吸附質(zhì)從吸附劑顆粒外表面沿顆粒內(nèi)部微然后，吸附質(zhì)從吸附劑顆粒外表面沿顆粒內(nèi)部微孔擴散至顆粒的內(nèi)表面，稱為組分的內(nèi)擴散；孔擴散至顆粒的內(nèi)表面，稱為組分的內(nèi)擴散；n 最后，組分被吸附劑吸附。對于多數(shù)吸附過程，最后，組分被吸附劑吸附。對于多數(shù)吸附過程，組分的內(nèi)擴散是吸附傳質(zhì)的主要阻力所在，吸附過程組分的內(nèi)擴散是吸附傳質(zhì)的主要阻力所在，吸附過程為內(nèi)擴散控制。為內(nèi)擴散控制。n 根據(jù)吸附劑顆?？椎赖拇笮〖氨砻嫘再|(zhì)不同，內(nèi)根據(jù)吸附劑顆?？椎赖拇笮〖氨砻嫘再|(zhì)不同，內(nèi)擴散有以下四種類型。擴散有以下四種類型。

44、 n 分子擴散分子擴散n當(dāng)孔道的直徑遠比擴散分子的平均自由程大時，當(dāng)孔道的直徑遠比擴散分子的平均自由程大時，其擴散為一般的分子擴散。其擴散為一般的分子擴散。n 努森（努森（KnudsenKnudsen）擴散擴散n 當(dāng)孔道的直徑比擴散分子的平均自由程小時，則當(dāng)孔道的直徑比擴散分子的平均自由程小時，則為努森（為努森（KnudsenKnudsen）擴散。此時，擴散因分子與孔道壁擴散。此時，擴散因分子與孔道壁碰撞而影響擴散系數(shù)的大小。通常用努森數(shù)碰撞而影響擴散系數(shù)的大小。通常用努森數(shù)KnKn作為判作為判據(jù)，即：據(jù)，即：dKn n為平均分子自由程；為平均分子自由程；d d為孔道直徑。為孔道直徑。 努森理

45、論認(rèn)為，在混合氣體中的每個分子的動能是相等努森理論認(rèn)為，在混合氣體中的每個分子的動能是相等的，即的，即: :n式中：式中：nM M1 1、M M2 2相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量nu u1 1 u u2 2分子的平均速度。分子的平均速度。n以上說明，分子質(zhì)量大的平均速度小。以上說明，分子質(zhì)量大的平均速度小。n當(dāng)當(dāng)KnKn1 1時，分子在孔道入口和孔道內(nèi)不經(jīng)過碰撞而通過孔道的時，分子在孔道入口和孔道內(nèi)不經(jīng)過碰撞而通過孔道的分子數(shù)與分子的平均速度成正比（通過的分子數(shù)多，分子直徑小，分子數(shù)與分子的平均速度成正比（通過的分子數(shù)多，分子直徑小，分子平均速度大），這一流量稱為努森流（分子平均速度大），這一流量

46、稱為努森流（Knudsen flowKnudsen flow） 。n微孔中的努森流對不同分子質(zhì)量的氣體混合物有一定的分離作用。微孔中的努森流對不同分子質(zhì)量的氣體混合物有一定的分離作用。222211uM21uM21 表面擴散表面擴散n 固體擴散固體擴散zcDJ n以上四種擴散方式的擴散系數(shù)的數(shù)量等級見下表：以上四種擴散方式的擴散系數(shù)的數(shù)量等級見下表：吸附質(zhì)分子沿著孔道壁表面移動形成表面擴散。吸附質(zhì)分子沿著孔道壁表面移動形成表面擴散。 吸附質(zhì)分子在固體顆粒內(nèi)進行擴散。孔道中擴散的吸附質(zhì)分子在固體顆粒內(nèi)進行擴散?？椎乐袛U散的機理不僅與孔道的孔徑大、小有關(guān)，也與吸附質(zhì)的濃度機理不僅與孔道的孔徑大、小有

47、關(guān)，也與吸附質(zhì)的濃度（壓力）、溫度等其它因素有關(guān)。通過孔道的擴散流（壓力）、溫度等其它因素有關(guān)。通過孔道的擴散流J J一般可用費克定律表示一般可用費克定律表示分子擴散種類分子擴散種類擴散系數(shù)擴散系數(shù)D D（m m2 2/s/s）晶體擴散晶體擴散10109 9表面擴散表面擴散10107 7努森擴散努森擴散10106 6一般擴散一般擴散10105 510104 4n氣體分子在孔道中擴散及擴散系數(shù)氣體分子在孔道中擴散及擴散系數(shù)n三種擴散的圖在三種擴散的圖在P P276276圖圖12121414。n2. 2. 吸附速率吸附速率n吸附速率吸附速率N NA A：表示單位時間、單位吸附劑外表面所傳遞吸附質(zhì)的

48、質(zhì)表示單位時間、單位吸附劑外表面所傳遞吸附質(zhì)的質(zhì)量，單位量，單位kgskgs-1-1mm-2-2。n對于外擴散過程，吸附速率的推動力來于流體主體濃度對于外擴散過程，吸附速率的推動力來于流體主體濃度c c與顆粒外表面的與顆粒外表面的流體濃度流體濃度c ci i之差之差, ,即：即：n N NA Ak kf f(C-C(C-Ci i) )n式中式中k kf f為外擴散系數(shù)，單位為外擴散系數(shù)，單位m/sm/sn對于內(nèi)擴散過程的傳質(zhì)速率，用與顆粒外表面流體濃度呈平衡的對于內(nèi)擴散過程的傳質(zhì)速率，用與顆粒外表面流體濃度呈平衡的吸附相吸附相濃度濃度x xi i和吸附相平均濃度和吸附相平均濃度x x之差作推動

49、力來表示，即之差作推動力來表示，即 xxkNisA n式中式中k ks s為內(nèi)擴散傳質(zhì)系數(shù)，單位為內(nèi)擴散傳質(zhì)系數(shù)，單位kg/(mkg/(m2 2s)s)。n為了方便起見，常用總的傳質(zhì)系數(shù)來表示，即為了方便起見，常用總的傳質(zhì)系數(shù)來表示，即 xxK)cc (KNesefA n式中：式中：nK Kf f以流體相總濃度差為推動力的總傳質(zhì)系數(shù)；以流體相總濃度差為推動力的總傳質(zhì)系數(shù)；nK Ks s以固體相總濃度差為推動力的總傳質(zhì)系數(shù)；以固體相總濃度差為推動力的總傳質(zhì)系數(shù)；nc ce e與與x x達到相平衡的流體相濃度；達到相平衡的流體相濃度；nx xe e與與c c達到相平衡的固體相濃度。達到相平衡的固體

50、相濃度。n對于內(nèi)擴散的吸附過程，總傳質(zhì)系數(shù)與內(nèi)擴散系數(shù)相當(dāng)。即對于內(nèi)擴散的吸附過程，總傳質(zhì)系數(shù)與內(nèi)擴散系數(shù)相當(dāng)。即nK Ks skks sn四四. .固定床吸附過程分析固定床吸附過程分析n理想吸附過程假設(shè)：理想吸附過程假設(shè)：n 流體混合物僅含有一個可吸附組分，其它為惰性組分，且吸附等流體混合物僅含有一個可吸附組分，其它為惰性組分，且吸附等溫線為有利的相平衡線（溫線為有利的相平衡線（型）；型）； 床層中吸附劑裝填均勻，即各處的吸附劑初始濃度、溫度均一；床層中吸附劑裝填均勻，即各處的吸附劑初始濃度、溫度均一；n 流體定態(tài)加料，即進入床層的流體濃度、溫度和流量不隨時間而變；流體定態(tài)加料，即進入床層的

51、流體濃度、溫度和流量不隨時間而變；n 吸附熱可忽略不計，流體溫度與吸附溫度相等，因此可類似于低吸附熱可忽略不計，流體溫度與吸附溫度相等，因此可類似于低濃度氣體吸收，不作熱量衡算和傳熱速率計算。濃度氣體吸收，不作熱量衡算和傳熱速率計算。n1 1. . 吸附相的負(fù)荷曲線吸附相的負(fù)荷曲線固定床吸附的負(fù)荷曲線固定床吸附的負(fù)荷曲線L21L01L1流體進口流體進口流體出口流體出口X1X2n如上圖，初始吸附床內(nèi)吸附劑的濃度為如上圖，初始吸附床內(nèi)吸附劑的濃度為x x2 2, ,入口流體濃度為入口流體濃度為c c1 1。n 經(jīng)吸附操作一段時間后，入口處的吸附相（固相）濃度將逐經(jīng)吸附操作一段時間后，入口處的吸附相（固相）濃度將逐漸增大并達到與漸增大并達到與c c1 1成平衡的成平衡的x x1 1。 在以后的一段的床層（在以后的一段的床層（L L0 0）中，吸附相濃度沿軸向降低至中，吸附相濃度沿軸向降低至x x2 2。固定床吸附的負(fù)