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【技术分享】常见吸附工艺类型及吸附剂穿透曲线测试的意义

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【技术分享】常见吸附工艺类型及吸附剂穿透曲线测试的意义

发布日期:2018-12-24 作者: 点击:

常见吸附工艺类型有:


间歇吸附、固定床吸附、移动床吸附、流化床吸附、连续式吸附与脱附。


吸附材料又可按化学结构、吸附机理、形态和孔结构分析等进行分类。吸附是一个表面传质过程,当气体或液体与固体接触时,在固体表面上气体或液体的分子会产生凝聚。利用多孔固体物质的选择性吸附分离和净化气体或液体混合物的过程称为吸附分离。


根据吸附的作用力不同,可将吸附过程分为


物理吸附(吸附作用力为范德华力)

化学吸附(吸附作用力为化学键合力)


一个完整的吸附分离过程通常是由吸附与解吸(脱附)循环操作构成,由于实现吸附和解吸操作的工程手段不同,过程分变压吸附和变温吸附。


  

活性炭,沸石和硅胶等贵州吸附剂被广泛应用于吨级规模的吸附分离方法。吸附分离是最有效和最经济的分离技术。如何完整理解发生在固定床反应器中的复杂过程,是获得最佳分离性能的关键。


美国康塔仪器竞争性气体吸附仪提供一个独特的、安全的、易于使用的平台,可以研究任意复杂的动态吸附过程。这个平台上具有宽泛的温度和压力范围,可以调节气体流速和明确气体组分,从而模拟真实的工艺条件来研究吸附剂


虽然表面积和孔径对于衡量吸附剂的能力非常重要,但它并不能指出在竞争性气体存在时,吸附剂/吸附气体系统将如何表现,而这是新材料在用于气体分离设计时所必需的。


例如,某一材料在任何其他气体不存在时,可以非常有效地吸附CO2,但是在O2或N2等其它气体存在下,它的吸附效能就会大幅降低。测量吸附热能看出这方面的迹象,但穿透曲线将消除任何疑虑。



贵州吸附剂

康塔仪器吸附穿透曲线实验结果


以固定床吸附为例:


如果以空气为原料,以碳分子筛为吸附剂厂家,通过变压吸附的方法分离空气中的氮气和氧气,达到提纯氮气的目的。


物质在吸附剂(固体)表面的吸附必须经过两个过程:


一是通过分子扩散到达固体表面,

二是通过范德华力或化学键合力的作用吸附于固体表面。


因此,要利用吸附实现混合物的分离,被分离组分必须在分子扩散速率或表面吸附能力上存在明显差异。


由于N2和O2都是非极性分子,两者的物性相近,与碳分子筛表面的结合力差异不大,因此碳分子筛对N2和O2的吸附并无选择性,但是N2和O2在碳分子筛微孔内的扩散速度存在明显差异,O2的速度比N2快,因此当空气与碳分子筛接触时,O2将优先吸附于碳分子筛而从空气中分离出来,使得空气中的N2得以提纯。


由于该吸附分离过程是一个速率控制的过程,因此,吸附时间的控制非常重要。其可以通过测定吸附柱的穿透曲线来确定。


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