章工艺说明 第节吸附的基本概念和吸附剂 吸附的定义 当气体分子运动到固体表面上时，由于固体表面原子剩余引力的作用，气体中的些分子便会暂 时停留在固体表面上，这些分子在固体表面上的浓度增大，这种现象称为气体分子在固体表面上的吸附。

相反，固体表面上被吸附的分子返回气体相的过程称为解吸或脱附。

被吸附的气体分子在固体表面上形成的吸附层，称为吸附相。

吸附相的密度比般气体的密度大得 多，有可能接近液体密度。

当气体是混合物时，由于固体表面对不同气体分子的引力差异，使吸附相的 组成与气相组成不同，这种气相与吸附相在密度上和组成上的差别构成了气体吸附分离技术的基础。

吸附物质的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。

伴随吸附过程所释放的热量叫吸附热，解 吸过程所吸收的热量叫解吸热。

气体混合物的吸附热是吸附质的冷凝热和润湿热之和。

不同的吸附剂对 各种气体分子的吸附热均不相同。

按吸附质与吸附剂之间引力场的性质，吸附可分为化学吸附和物理吸附。

化学吸附即吸附过程伴随有化学反应的吸附。

在化学吸附中，吸附质分子和吸附剂表面将发生反 应生成表面络合物，其吸附热接近化学反应热。

化学吸附需要定的活化能才能进行。

通常条件下，化 学吸附的吸附或解吸速度都要比物理吸附慢。

石灰石吸附氯气，沸石吸附乙烯都是化学吸附。

物理吸附也称范德华吸附，它是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间的引 力所引起的，此力也叫作范德华力。

由于固体表面的分子与其内部分子不同，存在剩余的表面自由力场， 当气体分子碰到固体表面时，其中部分就被吸附，并释放出吸附热。

在被吸附的分子中，只有当其热 运动的动能足以克服吸附剂引力场的位能时才能重新回到气相，所以在与气体接触的固体表面上总是保 留着许多被吸附的分子。

由于分子间的引力所引起的吸附，其吸附热较低，接近吸附质的汽化热或冷凝 热，吸附和解吸速度也都较快。

被吸附气体也较容易地从固体表面解吸出来，所以物理吸附是可逆的。

分离气体混合物的变压吸附过程系纯物理吸附，在整个过程中没有任何化学反应发生。

本工艺为物理吸 附。

二吸附剂 吸附剂的种类 工业上常用的吸附剂有硅胶活性氧化铝活性炭分子筛等，另外还有针对种组分选择性吸 附而研制的吸附材料。

气体吸附分离成功与否，很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。

硅胶是种坚硬无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，分子式为，为种亲水性 的极性吸附剂。

它是用硫酸处理硅酸钠的水般气体的密度大得 多，有可能接近液体密度。

当气体是混合物时，由于固体表面对不同气体分子的引力差异，使吸附相的 组成与气相组成不同，这种气相与吸附相在密度上和组成上的差别构成了气体吸附分离技术的基分子的吸附热均不相同。

按吸附质与吸附剂之间引力场的性质，吸附可分为化学吸附和物理吸附。

化学吸附即吸附过程伴随有化学反应的吸附。

在化学吸附中，吸附质分子和吸附剂表面将发生反 应生成表面络合物吸附，它是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间的引 力所引起的，此力也叫作范德华力。

由于固体表面的分子与其内部分子不同，存在剩余的表面自由力场， 当气体分子碰到固体表面时，其中部分就被吸附附热较低，接近吸附质的汽化热或冷凝 热，吸附和解吸速度也都较快。

被吸附气体也较容易地从固体表面解吸出来，所以物理吸附是可逆的。

分离气体混合物的变压吸附过程系纯物理吸附，在整个过程中没有任何化学反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。

硅胶是种坚硬无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，分子式为，为种亲水性 的极性吸附剂。

它是用硫酸处理硅酸钠吸附剂重量的以上，而在低湿度条件下，吸 附量大大低于细孔硅胶。

活性氧化铝是由铝的水合物加热脱水制成，它的性质取决于最初氢氧化物的结构状态，般都不是 纯粹的，而是部分水合无定形的多孔结度可达露点以下。

活性炭是将木炭果壳煤等含碳原料经炭化活化后制成的。

活化方法可分为两大类，即药剂活 化法和气体活化法。

药剂活化法就是在原料里加入氯化锌硫化钾等化学药品，在非活性气氛中加造，所以具有优异的吸附能力。

因而它用途遍及水处理脱色气体吸附等各个方面。

沸石分子筛又称合成沸石或分子筛，其化学组成通式为 ⅠⅡ 式中Ⅰ和Ⅱ 表观重度 堆积重度 空隙率 比表面积 孔容 平均孔径 三吸附平衡和等温吸附线吸附的热力学基础 吸附刚开始时吸附剂存在大量的活性表面，被吸附的吸附质分子数大大超过离开表面的分子数。

随 着吸附的进行，吸附剂表面逐渐被吸附质分子遮盖，吸附剂表面再吸附的能力下降，直到吸附速度等于 解吸速度时，就表示吸附达到了平衡。

在密闭的容器内，吸附剂与吸附质充分接触，呈平衡时为静态吸 附平衡。

含有定量吸附质的惰性气流通过吸附剂固定床，吸附质在流动状态下被吸附剂吸附，最后达 到的平衡为动态平衡。

为了解释吸附过程的实质，曾提出了各式各样的理论。

在这些理论中，迄今没有个能够说明所有 的吸附现象。

个别理论虽然能够完善地说明吸附现象的个方面，但是却不能用来解释这现象的其它 方面。

这些理论适用与否，是取决于吸附质和吸附剂的性质，以及吸附的具体条件。

不管对吸附机理的 各种解释如何，他们都认为吸附剂对吸附质的吸附数量与被吸附气体的压力及吸附过程的温度有关，即 ，