第一节 吸附剂的简介
吸附剂也称吸收剂。这种物质可使活性成分附着在其颗粒表面,使液态微量化合物添加剂变为固态化合物,有利于实施均匀混合。是一种能够有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。具有大的比表面、适宜的孔结构及表面结构;对吸附质有强烈的吸附能力;一般不与吸附质和介质发生化学反应;制造方便、容易再生;有极好的吸附性和机械性特性。(可研报告)
第二节 吸附剂的工艺技术
当吸附进行一定时间后吸附剂的表面就会被吸附物所覆盖,使吸附能力急剧下降,此时就需将被吸附物脱附,使吸附剂得到再生。通常工业上采用的再生方法有下列几种:
(1) 降低压力。吸附过程与气相的压力有关。压力高,吸附进行得快脱附进行得慢。当压力降低时,脱附现象开始显著。所以操作压力降低后,被吸附的物质就会脱离吸附剂表面返回气相。有时为了脱附彻底,甚至采用抽真空的办法。这种改变压力的再生操作,在变压吸附中广为应用。如吸附分离高纯度氢,先是在 1.37~4.12 MPa压力下吸附,然后在常压下脱附,从而可得到高纯度氢,吸附剂也得到再生。
(2) 升高温度。吸附为放热过程。从热力学观点可知,温度降低有利于吸附,温度升高有利于脱附。这是因为分子的动能随温度的升高而增加,使吸附在固体表面上的分子不稳定,不易被吸附剂表面的分子吸引力所控制,也就越容易逸入气相中去。工业上利用这一原理,提高吸附剂的温度,使被吸附物脱附。加热的方法有:一是用内盘管间接加热;一是用吸附质的热 蒸气返 回床层直接加热。两种方法也可联合使用。显然,吸附床层的传热速率也就决定了脱附速率。
(3) 通气吹扫。将吸附剂所不吸附或基本不吸附的气体通入吸附剂床层,进行吹扫,以降低吸附剂上的吸附质分压,从而达到脱附。当吹扫气的量一定时,脱附物质的量取决于该操作温度和总压下的平衡关系。
(4) 置换脱附。向床层中通入另一种流体,当该流体被吸附 剂吸附的程度较吸附质弱时,通入的流体就将吸附质置换与吹扫出来,这种流体称为脱附剂 。 脱附剂与吸附质的被吸附性能越接近,则脱附剂用量越省。如果通入的脱附剂,其被吸附程度比吸附质强时,则纯属置换脱附,否则就兼有吹扫作用。脱附剂被吸附的能力越强,则吸附质脱附就越彻底。这种脱附剂置换脱附的方法特别适用于热敏性物质。当然,采用置换脱 附时,还需将脱附剂进行脱附。
第三节 吸附剂的应用范围
吸附剂会吸收制冷剂蒸汽,使蒸发器中压力降低,于是会有更多液体气化,蒸发中吸收热量降温,实现吸附制冷;吸附剂选择吸附杂质,可进行产品提纯;活性炭可用于污水处理场排气吸附。 [3]
气体吸附分离成功与否,极大程度上依赖于吸附剂的性能,因此选择吸附剂是确定吸附操作的首要问题。
吸附剂是现代工业中一种不可缺少的产品,它的作用很大,不但可以分离物质还可以吸附一些产品中多余的水分,成本低、工艺简单、可重复使用,应用范围远远大于工业需要。 现在工业越来越发达,吸附剂一般被广泛的引用在石油工业的采油、炼油、贮油运输产生的污水、洗舱水、机械工业的冷润滑液、轧钢水,电镀污水及粮油加工、皮革、纸业、纺织、食品加工等多 行业 。
第四节 吸附剂的特点
吸附剂一般有以下特点:大的比表面、适宜的孔结构及表面结构;对吸附质有强烈的吸附能力;一般不与吸附质和介质发生化学反应;制造方便、容易再生;有极好的吸附性和机械性特性。
吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类,如粗孔和细孔吸附剂,粉状、粒状、条状吸附剂,碳质和氧化物吸附剂,极性和非极性吸附剂等。
常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂(如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等)。最具代表性的吸附剂是活性炭,吸附性能相当好,但是成本比较高,曾应用在松花江事件中用来吸附水体中的甲苯。其次还有分子筛、硅胶、活性铝、聚合物吸附剂和生物吸附剂等等。
吸附剂一般都是用在工业生产中,因此根据工业的常用性可以把吸附剂分为六大类。
硅胶,它主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等;
氧化铝,它也是一种脱水的吸附剂;
活性炭,主要用于水处理、脱色和气体处理;
聚丙烯酰胺,主要用于生活污水和有机废水;
沸石分子筛,用于气体吸附分离、气体和液体干燥;
碳分子筛,主要起运输通道作用,微孔则起分子筛的作用。
吸附剂一般也分为有机物和无机物两类,有机物类如小麦胚粉,脱脂的玉米胚粉,玉米芯碎片,粗麸皮,大豆细粉以及吸水性强的谷物类等。无机物类则包括二氧化硅,蛭石,硅酸钙等。
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