变压吸附基础理论

1、变压吸附基础理论第一节吸附式气体分离技术一、吸附剂和吸附质由于物质分子之间的引力，当两种物质的分子接触时，他们就会彼此吸引附着。发生吸附现象时，一样称密度较大的固体物质为吸附剂，密度较小的气体物质为吸附质。二、吸附式气体分离吸附类型吸附现象依照其发生的性质可分为四大类：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。吸附式气体分离进程主若是物理吸附进程。物理吸附产生的理论依据是分子之间的范德华力和电磁力。物理吸附具有如下特点：吸附进程进行专门快吸附进程没有化学反映进程可逆三、吸附剂衡量吸附容量是衡量吸附剂能吸附吸附质多少的气宇。不同的吸附质有着不同的表面特点。关于某一种吸附剂而言，不同的表面特点就带

2、来了不同的吸附能力，也就有不同的容量。这是变压吸附能够将混合气体分离开的要紧缘故。常见气体在相同分压和温度一样的吸附容量排列顺序由小到大为：H2ArC2N2COCHICC2H2O四、吸附剂性能理论和实验数据证明；对同一吸附剂和吸附质来讲有：(1)吸附剂在吸附质压力较高时，吸附容量大，反之在吸附质压力较低时，吸附容量较小。(2)吸附剂在吸附质温度较低时，吸附容量大，反之在吸附质温度较高时，吸附容量较小。变压吸附(PSA、变温吸附(TSA和变压/变温(PSA/TSA吸附气体纯化技术确实是成立在吸附剂对不同吸附质，和在不同压力和温度条件下，吸附容量不同的理论和实验的基础上开发出来的新型有效技术。五、

3、有效的吸附纯化技术在实际的吸附进程中，吸附器内部的气体散布如以下图所示:吸附器内气体分布图在实际生产中，咱们不能让吸附前沿冲破吸附床顶，如此传质区、未吸附区大量的有效气就不能进入产品管道。若是把这些气体随解吸气排掉，就造成了浪费，严峻阻碍气体的收率。收率是指产品气占原料气中产品组分的比率。实际应用中还开发了许多有效技术。(1)多吸附器交替操作。吸附和解吸是一对矛盾，它们是不能同时在一个吸附床层同时进行，因此一个吸附床是不能持续生产的。实际的操作中一样都由两个以上的吸附器来一起完成持续生产的目的。(2)均压技术。吸附器的吸附和解吸在两个压力条件下进行的，完成吸附的吸附器要降压解吸，解吸完毕的吸附

4、器要升压预备。均压确实是解决那个问题的有效技术，它一方面利用了吸附器内剩余的高纯气体，另一方面降低了吸附器压力转变的幅度。减少了原料的浪费也减缓了吸附器的金属疲劳速度。另外，均压还限制了气流的速度，减少了气流对吸附剂的冲洗，延长了吸附剂的利用寿命。(3)气流分派技术。均匀地分派气流，发挥每一个可能利用吸附空间的作用，是提高生产效率的有效方法。置换技术。解吸后的吸附器空间仍然充满释放出来的气体，利用正在降压的吸附器内较纯净的气体对吸附器进行置换不仅可减少浪费，而且是很必要的。(5)冲洗技术。用纯净气体冲洗吸附剂，也是提高解吸质量的的手腕之一。事实上置换的同时，冲洗也就产生了。(6)真空解吸技术。

5、将需要解吸的吸附器进行抽真空，可使吸附剂的解吸加倍完全，节省冲洗用气。具缺点是要投资真空设备而且对设备的密封要求加倍严格。(7)紧密吸附剂装填技术。从吸附原理可知：吸附分离的有效空间是吸附剂所占空间，紧密装填技术不仅能够最大有效利用吸附器内空间，还能够减少吸附剂问的摩擦损耗第二节吸附剂、等温吸附线等温吸附线是经常使用于吸附剂分析选用的数据曲线，它是通过实验测试取得的从图中能够看出:(1)吸附剂对不同吸附质有不同的吸附容量。真空解吸有专门好的解吸成效。(3)吸附压力并非越高越好。吸附容量Nl/g1*1/"*_二一_一_J-1_CON202ArH2CH4气体分压(MPaA)典型的等温吸附

6、线示意图吸附剂的化学组成要紧依照物质的吸附能力的强弱和该物质的可加工度来确信。二、吸附剂应具有的条件它具有如下物理条件：(1)具有必然强度的吸附力。既能吸附吸附质，也能脱附吸附质(2)具有足够大的比表面积。吸附进程发生在物质的表面，比表面积越大，空间利用率越高，气体纯化功能越好，因此吸附剂必需加工成多微孔结构。(3)具有足够的机械强度。吸附剂要经受壮大的气流冲洗，机械强度是保证其利用寿命的基础条件。三、吸附剂的要紧参数描述吸附剂性能的要紧参数有：(1)吸附容量。在必然气体分压和温度的条件下，单位质量吸附剂吸附该气体的数量，用单位l/g描述。(2)孔径散布。吸附剂微孔结构物理参数，用孔径散布曲线描述。(3)比表面积。单位质量吸附剂的表面积总和，用单位m2/g描述。四、经常使用吸附剂类型气体分离常见的吸附剂有：活性氧化铝，要紧用于气体的脱水干燥。硅胶，弱吸附剂，要紧用于脱除强吸附物质。活性碳，中吸附剂，要紧用于脱除中强吸附物质。分子筛，强吸附剂，要紧用于脱除弱