环境工程学原理吸附课件.pptx

1、第九章 吸附 第一节 吸附分离操作的类型及应用第二节 吸附剂 （常用吸附剂主要特性、工业常用吸附剂、吸附剂选择）第三节 吸附平衡吸附平衡和平衡吸附量、吸附等温线类型（气相单组份、液相单组份）、吸附等温式（Freundlich方程、Langmuir方程、 BET方程）、气体混合物吸附平衡第四节 吸附动力学（吸附剂颗粒外表面界膜传质速率、吸附剂颗粒内表面扩散速率、总传质速率方程、吸附扩散速率计算）第五节 吸附操作与吸附穿透曲线（吸附工艺、吸附过程、吸附穿透曲线）本章主要内容一、吸附分离操作的分类二、吸附分离操作的应用本节的主要内容第一节 吸附分离操作的基本概念吸附的基本概念第一节 吸附分离操作的基

2、本概念 吸附操作是通过多孔固体物质与某一混合组分体系（气体或液体）接触，有选择地使体系中的一种或多种组分附着于固体表面，从而实现特定组分分离的操作过程。 被吸附到固体表面的组分称为吸附质 吸附吸附质的多孔固体称为吸附剂 吸附质附着到吸附剂表面的过程称为吸附 吸附质从吸附剂表面逃逸到另一相的过程称为解吸 吸附过程发生在“气固”或“液固”非均相界面 基本术语第一节 吸附分离操作的基本概念吸附解吸混合气体（或溶液）吸附剂吸附分离-利用吸附剂对气体（或液体）混合物中各组分 吸附能力的差别，将混合物分离的过程称为 吸附分离。影响吸附过程的因素： 吸附质的性质。 吸附剂的表面积。 吸附剂的表面性质。 吸附

3、操作条件。第一节 吸附分离操作的基本概念 按作用力性质分类：分物理吸附和化学吸附 物理吸附：吸附质分子与吸附剂表面分子间存在的范德华力所引起的，也称为范德华吸附。 吸附热较小（放热过程，吸附热在数值上与冷凝热相当），可在低温下进行； 过程是可逆的，易解吸； 相对没有选择性，可吸附多种吸附质； 分子量越大，分子引力越大，吸附量越大； 可形成单分子吸附层或多分子吸附层 。一、吸附分离操作的分类第一节 吸附分离操作的基本概念 化学吸附：又称活性吸附，是由吸附剂和吸附质之间发生化学反应而引起的，其强弱取决于两种分子之间化学键力的大小。 如石灰吸附CO2 CaCO3 吸附热大(化学反应热)，一般在较高温

4、下进行； 具有选择性，单分子层吸附； 化学键力大时，吸附不可逆。第一节 吸附分离操作的基本概念 物理吸附和化学吸附的比较物理吸附和化学吸附的比较 物理吸附物理吸附 化学吸附化学吸附吸附力吸附力 范德华力范德华力 化学键力化学键力吸附热吸附热 较小较小(液化热液化热) 较大较大选择性选择性 无选择性无选择性 有选择性有选择性稳定性稳定性 不稳定不稳定,易解吸易解吸 稳定稳定分子层分子层 单分子层或多分子层单分子层或多分子层 单分子层单分子层吸附速率吸附速率 较快较快, 较慢较慢. 受温度影响小受温度影响小 受温度影响大受温度影响大物理吸附仅仅是一种物理作用，物理吸附仅仅是一种物理作用，没有电子转

5、移，没有化学键没有电子转移，没有化学键的生成与破坏，也没有原子重排等的生成与破坏，也没有原子重排等。化学吸附相当与吸附剂。化学吸附相当与吸附剂表面分子与吸附质分子表面分子与吸附质分子发生了化学反应发生了化学反应，在红外、紫外，在红外、紫外-可可见光谱中会出现新的特征吸收带。见光谱中会出现新的特征吸收带。第一节 吸附分离操作的基本概念吸附剂再生(a)吸附吸附(b)解吸解吸第一节 吸附分离操作的基本概念 按吸附剂再生方法分类： 变温吸附（TSA）:处理量较小的物料的分离，吸附剂主要靠加热清洗气体法得到再生。再生时间较长。 变压吸附(PSA)：系统加压时发生吸附，系统减压时发生解吸。广泛用于大通量气

6、体混合物的分离。再生时间较短。 按原料组成分类：大吸附量分离和杂质去除（10%质量分数） 按分离机理分类：位阻效应（分子足够小且形状适当）、动力学效应（扩散速率差）和平衡效应（平衡吸附）第一节 吸附分离操作的基本概念二、吸附分离操作的优缺点优点：杂质去除吸附时，固体吸附气体或液体的平衡常数，远大于气液和液液平衡常数，因此，吸附分离与吸收操作相比，更适合于气液流体中低浓度杂质的去除（如水质中嗅味物质的活性炭吸附和气体的深度干燥）。位阻吸附时，分子筛吸附有极高的选择性，它能将只有分子大小和形状稍有差异的混合物分开，这是一般分离方法难以实现的。缺点：由于吸附剂是固体，难于实现连续操作；吸附剂的吸附容

7、量小，再生频繁，不适用分离高浓度体系等，这些使吸附操作的应用受到了一定的限制。 第一节 吸附分离操作的基本概念二、吸附分离操作的应用 吸附分离操作的应用范围很广，既可进行大吸附量分离，也可进行杂质去除吸附。 日常生活： 木炭吸湿、吸臭；防腐剂；吸湿剂（硅胶）第九章第一节 吸附分离操作的基本概念 第一节 吸附分离操作的基本概念 化工领域： 大吸附量吸附分离沼气中分离提纯甲烷：高表面活性炭（2500m2/g）变压吸附去除二氧化碳、氮等-平衡吸附吸附分离空气制备氧气、氮气：炭分子筛-扩散吸附C8芳烃的分离;八面沸石型分子筛吸附分离邻、间、对二甲苯、乙苯 -位阻吸附 环境领域：杂质去除吸附 水：脱色脱

8、臭，有害有机物的去除，海水中金属离子，氮、磷 空气：脱湿，有害气体去除，脱臭 去除效果好！特别适合于低浓度混合物的分离第一节 吸附分离操作的基本概念(1)简述吸附分离的基本原理。(2)简要说明吸附根据不同的分类方法可以分为哪些类型。(3)吸附在环境工程领域有哪些应用，举例说明。本节思考题第一节 吸附分离操作的基本概念一、常用吸附剂的主要特性 二、几种常用的吸附剂本节的主要内容第二节 吸附剂吸附容量大：由于吸附过程发生在吸附剂表面，所以吸附容量取决于吸附剂表面积的大小。 选择性高：对要分离的目的组分有较大的选择性。稳定性好：吸附剂应具有较好的热稳定性，在较高温度下解吸再生其结构不会发生太大的变化

9、。同时，还应具有耐酸碱的良好化学稳定性。 适当的物理特性：适当的堆积密度和强度廉价易得 具有一定吸附能力的多孔物质都可以作吸附剂.一、常用吸附剂的主要特性第二节 吸附剂（一）活性炭 活性炭是应用最为广泛的吸附剂。是由煤或木质原料加 工得到的产品，通常一切含碳的物料，如煤、木材、果核、秸秆等都可以加工成黑炭，经活化后制成活性炭。 炭化：把原料热解成炭渣，温度：200600度 活化：形成发达的细孔。两种办法:气体法：通入水蒸气，温度在8001000度；药剂法：加入氯化锌、硫酸、磷酸等比表面积：5001700 m2/g 二、几种常用的吸附剂第二节 吸附剂a.比表面积越大，吸附量越大：但应注意对一些大

10、分子，微孔所提供的比表面积基本上不起作用。活性炭细孔分布情况： 微孔：2 nm，占总比表面95：主要支配吸附量 过渡孔：2-100nm，10，吸附等温线几乎变成矩形，是不可逆吸附。相对压力相对吸附量第三节 吸附平衡 弗兰德里希等温线弗兰德里希公式参数的求解：对吸附等温式两边取对数：1lglglgqkpnk 双对数坐标1/n 1/n越小，说明吸附可在相当宽的浓度范围下进行。 一般认为 1/n = 0.1 0.5 时容易吸附 第三节 吸附平衡 2. 朗格谬尔（langmuir)公式方程推导的基本假定： 吸附剂表面性质均一，每一个具有剩余价力的表面分子或原子吸附一个气体分子。 吸附质在吸附剂表面为单

11、分子层吸附。 吸附是动态的，被吸附分子受热运动影响可以重新回到气相。 吸附过程类似于气体的凝结过程，脱附类似于液体的蒸发过程 吸附在吸附剂表面的吸附质分子之间无作用力。 第三节 吸附平衡 设吸附表面覆盖率为，则可以表示为：气体的脱附速度与成正比，可以表示为：kd 气体的吸附速度与剩余吸附面积(1)和气体分压成正比，可以表示为：ka p(1) qm为吸附剂表面所有吸附点均被吸附质覆盖时的吸附量，即饱和吸附量。即固体表面全部铺满一层气体分子时的吸收量。从气体分子的截面积可计算吸附剂的总表面积和比表面积mqqq第三节 吸附平衡 (9.3.3)pkkdaqq1吸附达到平衡时，吸附速度与脱附速度相等，则

12、：整理后可得单分子层吸附的Langmuir方程： 111mk q pqk pp吸附质的平衡分压，Paq, qm分别为吸附量和单分子层吸附容量，L/kgk1Langmuir常数，与吸附剂和吸附质的性质和温度有关，该值越大表示吸附剂的吸附能力越强。第三节 吸附平衡 (9.3.4)(9.3.5)a1dkkk如何求解langmuir公式参数？11111mmqk qpq1/p1/q1/qm1/(k1qm)11mmppqqk q或第三节 吸附平衡 公式变换得： =Qp/RT2Qp：等压吸附热Qq：等量吸附热第三节 吸附平衡 =Qq/RT2Qp Qq当p很小时，则：q=k1qmp呈亨利定律，即吸附量与气体的

13、平衡分压成正比。当p时， q=qm此时，吸附量与气体分压无关，吸附剂表面被占满，形成单分子层。缺点：吸附不是单分子层的；吸附表面不是均一的； 较大时， Langmuir 公式不适用。Langmuir 公式分析：第三节 吸附平衡 3.BET公式由Brunaner, Emmett和Teller 3人提出的。基于多分子层吸附，在Langmuir公式基础上推导出来的。假设： 吸附分子在吸附剂上是按多层次排列的。 吸附表面均一，吸附质分子之间无作用力。 每一层吸附都符合Langmuir公式。第一层的吸附热数值上等于气体分子的冷凝热第三节 吸附平衡 00()(1(1)bmbk pqqpppkpp0吸附温度

14、下吸附质组分的饱和蒸气压qm吸附剂表面第一层完全被吸附质单分子层覆盖时的吸附量kb常数，与温度、吸附热和冷凝热有关。BET公式中的参数qm和kb可以通过实验测定。通常只适用于比压（p/p0）约在0.050.35比压小于0.35，毛细凝聚变得显著，破坏多层物理吸附平衡。第三节 吸附平衡 (9.3.6)BET公式公式为了使用方便，将二常数公式改写为：为了使用方便，将二常数公式改写为：0mm011)(ppkqkkqppqpbbb用实验数据用实验数据 对对 作图，得一条直线。从直作图，得一条直线。从直线的斜率和截距可计算两个常数值线的斜率和截距可计算两个常数值kb和和qm，从，从qm可可以计算吸附剂的

15、比表面：以计算吸附剂的比表面：)(0ppqp0pp13mmmoldm4 .22LVASAm是吸附质分子的截面积，是吸附质分子的截面积，要换算到标准状态要换算到标准状态(STP)。第三节 吸附平衡 二、双组分气体吸附 混合气体中有两种组分发生吸附时，每种组分吸附量均受另一种组分的影响。 活性炭对乙烷的吸附较多，而硅胶对乙烯的吸附较多。乙烷-乙烯混合气体的平衡吸附(25，101.325 kPa)第三节 吸附平衡 各组分的吸附量 qA0、qB0分别为各组分单独存在且压力等于双组分总压时的平衡吸附量 qA、qB为混合气体吸附平衡时吸附量001ABABqqqq第三节 吸附平衡 (9.3.12)1.液相吸

16、附的特点液相吸附的机理比气相复杂。在吸附质发生吸附时，溶剂也有可能被吸附。影响因素包括：除温度和溶质浓度外，溶剂种类、吸附质的溶解度和离子化、各种溶质之间的相互作用等。在溶剂的吸附作用忽略不计时，可以认为是单组分吸附。三、液相吸附第三节 吸附平衡 2. 吸附等温线测定方法：假设溶剂不被吸附，或者液体混合物是溶质的稀溶液测定溶液与吸附剂接触前后的浓度变化第三节 吸附平衡 达到吸附平衡时：V：液体容积， m：吸附剂质量 ：吸附平衡时，液相中溶质浓度0：吸附前，液相中溶质浓度q = V(0-)/m3.吸附等温式Freundlich吸附等温方程式：q 平衡吸附量，kg/kgk 和吸附剂种类、特性、温度

17、以及所用单位有关的常数n 常数，和温度有关 吸附质在液相中的平衡浓度, mg/L1/nqk第三节 吸附平衡 (9.3.13)吸附热吸附热 吸附热的定义：吸附热的定义： 吸附热的取号：吸附热的取号： 在吸附过程中的热效应称为吸附热。物理吸附在吸附过程中的热效应称为吸附热。物理吸附过程的热效应相当于气体凝聚热，很小；化学吸附过程的热效应相当于气体凝聚热，很小；化学吸附过程的热效应相当于化学键能，比较大。过程的热效应相当于化学键能，比较大。 吸附是放热过程，但是习惯把吸附热都取成正值。吸附是放热过程，但是习惯把吸附热都取成正值。 固体在等温、等压下吸附气体是一个自发过程，固体在等温、等压下吸附气体是

18、一个自发过程，G0，气体从三维运动变成吸附态的二维运动，熵，气体从三维运动变成吸附态的二维运动，熵减少，减少， S0，H=G+TS， H1时，式（9.4.4）可以整理为(9.4.5)当较大时，式（9.4.5）可以迅速收敛，取第一项22206exp()emeepqqDqr m(9.4.6)第四节 吸附动力学2*20()mepdqDdrq对上式微分，并设与qm平衡的流体中的浓度为 *，可以得到吸附颗粒的吸附速率方程：(9.4.8)考虑式（9.4.5）所有项时，吸附速率方程为(9.4.9)*2015()mepdqDdrq四、外表面界面膜阻力和内表面扩散阻力同时存在时的吸附过程 第四节 吸附动力学 以

19、 i的时间变化为边界条件，由式（9.4.2）可以求得吸附剂颗粒内部的传质速率，可以表示为整理为(9.4.10)*2015()mepdqDVVdrq第四节 吸附动力学将式（9.4.10）与（9.4.1）联立，设总传质系数为KF（m/s），得(9.4.12)(9.4.11)*()mpFdqVK Adq201115FeArKkDV五、外表面界面膜控制时的吸附过程 第四节 吸附动力学 外表面界膜控制通常发生在液相吸附的情况。(9.4.13)*()mpdqVkAdq 达到颗粒表面的吸附剂被迅速吸附，颗粒内的吸附质平均吸附量为qm，其与液相中吸附质浓度的平衡关系为用qmm *表示的直线关系，则吸附速度可以

20、表示为 0时，qm0；rr0时， * qm/m 。解（9.4.13）可以求得半径为r0的吸附剂颗粒的吸附量qm与时间关系为(9.4.14)03exp()emepqqkqr mq(1)吸附过程有哪几个基本步骤。(2)吸附过程可能的控制步骤是什么。(3)吸附剂颗粒外表面、内表面扩散速率方程的物理意义何在。本节思考题第四节 吸附动力学一、接触过滤吸附二、固定床吸附本节的主要内容第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 为适用不同的过程特点和分离要求，吸附有各种不同的操作工艺，如： 液体接触过滤器 固定床吸附塔 流化床吸附塔 移动床吸附塔吸附工艺过程第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 一、接触过滤吸附接触过滤吸附是

21、一种专门用于液体吸附的方法。将吸附剂与被处理的溶液加入到搅拌的吸附槽中，经过足够的接触时间后，将液体和吸附剂分离。操作方式可以分为单级吸附、多级吸附和逆流吸附等第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 液体接触过滤器示意图活性炭染料废水处理水第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 （一）单级吸附G, 0G, 1L, x0L, x1 溶剂量G和吸附剂量L不变。 根据质量守恒定律：G：溶剂量，m3；L：吸附剂量，kgx0, x1：吸附质在进、出吸附槽的吸附剂中的浓度，kg（吸附质）/kg（吸附剂）0, 1：吸附质在进、出吸附槽的溶液中的浓度，kg（吸附质）/m3（溶剂）0110()()GL xx吸附剂溶液第五节 吸

22、附操作与吸附穿透曲线 (9.5.1)过端点（x0, 0）和（x1, 1），斜率为L/G的直线假设在该级操作中，固液之间达到平衡，即为一个理论级，则（x1, 1）点在平衡线上。01x0 x1x操作线平衡线单级吸附操作线第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 如果吸附平衡关系可用弗兰德里希公式表示，则吸附平衡可表示为： 联立操作线方程和平衡线方程，可求出固、液相的极限浓度x1, 1。如何求出固、液相的极限浓度x1, 1？x1-x0q=k1/n(9.3.13)0101011/101nLGxxqk或已知x1, 1，求固液比L/G：当x0=0时n1 0 1x-L/G(9.5.2)例题：p325 326例题9.5

23、.1、9.5.2第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 （二）多级吸附G, 0G, 1L1, x0L1, x1G, 2L2, x0L2, x2对于第1级：对于第2级：第1级第2级01110()()GL xx12220()()GL xx吸附剂第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (9.5.1)(9.5.1) 0 1x0 x1x 操作线操作线平衡线平衡线x2 2A1A2如果吸附平衡可表示为：x0=0时，0112121/1/121nnLLGk每一级都是理论级，即（x1, 1）和（x2, 2）都在平衡线上。第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 xk1/n(9.5.5)对于最小吸附剂总用量，d(L1+L2)/G/d10对于

24、一定体系和分离要求，k, n, 0及2为常数，则得：1/0121111nnn 即当1符合上式时，总吸附剂用量为最小。由上式求出1, 然后再计算各级所需要的吸附剂用量。吸附剂用量如何计算？第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (9.5.6)（三）逆流多级吸附G, 0 1 2 mL, x1L, xm+1x2 x312m上式为逆流吸附操作线方程。理论级数，可通过在平衡线和操作线之间做阶梯确定。吸附剂溶液第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 对第m级做物料衡算：11()()mmmmGL xx(9.5.7a)以整个流程为体系，做吸附质的物料衡算：011()()mmGL xx(9.5.7b)0 xm+1x1x操作线平

25、衡线m理论级数：2理论级数的图解法第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 吸附剂量的计算 在给定级数后，过B点做不同斜率的操作线，求出最小吸附剂量。0 xm+1x1xm0 xm+1x1xm（L/G) min第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 （L/G) min若体系的平衡关系可用弗兰德里希公式表示，且所用的吸附剂不含吸附质，xm+1=0时，吸附剂用量可通过计算求得。以二级吸附为例：1/01122211n 由该式可求得离开第1级的液相组成1，再求出吸附剂用量等其他参数。第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (9.5.8)吸附剂再生(a)吸附吸附(b)解吸解吸第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 固定床吸附器（立式）第五

26、节 吸附操作与吸附穿透曲线 固定床吸附器（卧式）第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 固定床吸附器（环式）第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 固定床吸附器缺点 连续操作时必然不断地周期性切换，为此要配置较多的进出口阀门，操作十分麻烦； 需设置备用设备，即要有一部分吸附床进行再生，因而增加了总吸附剂用量； 吸附剂层导热性差，吸附热不易导出，操作时容易出现局部床层过热； 再生时不易加热升温和冷却降温； 热量利用率低，对于采用厚床层，压力损失也较大。 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 选择固定床吸附器的要点 如果仅短期处理，通常只需一个吸附装置，当然这要求吸附周期之间有足够的时间间隔，以便进行吸附剂的再生；对于

27、要求连续操作，则必须采用多台装置并联使用，以一定的顺序进行吸附-脱附-再生操作。工程中经常采用双吸附床或三吸附床系统，其中一个或两个吸附床分别进行脱附-再生，其余的进行吸附。 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 吸附工艺 固定床 含污染物的气含污染物的气体体 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 移动床吸附器第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 流化床吸附器流化床吸附器优点 由于流体与固体的强烈扰动，大大强化了气固传质和传热； 由于采用小颗粒吸附剂，使单位体积中吸附剂表面积增大； 固体的流态化，优化了气固的接触，提高了界面的传质速率，从而强化了设备的生产能力，由于流化床采用了比固定床大得多的气速，因而可以大大

28、减少设备投资； 由于气体和固体同处于流化状态，不仅可使床层温度分布均匀，而且可以实现大规模的连续生产。 吸附工艺 移动床吸附工艺 移动床吸附工艺 流化床 流化床吸附工艺二、固定床吸附G第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (一)穿透点和穿透曲线固定床吸附器吸附传质过程示意图吸附带第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 穿透曲线示意图第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 G: 溶液流入速率（m3/(m2s)） 0: 溶液中溶质浓度（kg/m3） z: 固定床吸附塔填充高度（m） B: 穿透点浓度（kg/m3） E: 穿透曲线终点浓度（kg/m3） B: 出口处溶质浓度达到B时的流量(m3/m2) a: 吸附区移动了

29、吸附区高度za区间的流量(m3/m2)各符号的意义第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 0()EBWdB, E间被吸附的吸附质量W(kg/m2)：吸附塔中的吸附区吸附剂全部被饱和时的吸附量为0a吸附区形成后吸附剂可吸附的吸附量与饱和吸附量之比f为：000()EBaadWf （二）穿透时间1.韦伯（Weber）法第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (9.5.10)(9.5.9) 设床层的填充密度为b (kg/m3) 与0平衡的吸附浓度为x0(kg-溶质/kg-吸附剂) 则吸附塔全部被饱和时的吸附量为zb x0(kg/m2) 穿透点的吸附量（kg/m2）为： 穿透点吸附剂的饱和度为： 000()(1)()a

30、bababzzxzxfzz fx000()(1)abababzzxzxfzfzzxz第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (9.5.11)假设吸附区不动，吸附塔以一定速度与溶液流向相反的方向移动假设吸附塔高度与吸附区高度相比足够高，塔顶：吸附剂与溶液中的吸附质达到平衡。塔底：流出的溶液中吸附质浓度为0。第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 对吸附塔做物料平衡： 0000(0)(0),LGL xGx*()FaGdKdz*对应操作线的浓度的平衡浓度， kg/m3；KF吸附过程中的总括传质容量系数，1/s。过原点和平衡线（x0,0）的操作线第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 针对吸附区微小高度dz，溶液中溶质浓度变

31、化为：(9.5.12)(9.5.13) 吸附区高度za=Nt HTU0 当给定传质单元高度HTU0时，即可以求出za的值。 假设za高度中浓度为的层高为z 0*BEaaFtzz KdNHTUG*BBEBaadzdz第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (9.5.14)(9.5.15)用面积积分法求解式(9.5.15)作出穿透曲线 /0为纵坐标，(-B)/a 为横坐标*BBEBadd由穿透曲线和式(9.5.10)求出f值计算穿透点吸附剂的饱和度计算达到该饱和度的穿透时间计算吸附区高度计算吸附量第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 动态吸附量：在流体流动的情况下，流体和吸附剂之间的平衡关系，与体系及温度、压力

32、，物质的传质速率、流体的流动形状以及吸附剂的形状尺寸等性质有关。静态吸附量：静止时的吸附平衡（吸附等温线）动态吸附量一般小于静态吸附量动态吸附量与静态吸附量第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 2. 伯哈特-亚当斯（Bohart-Adams）法通过实验发现，在一定的初始浓度、空床速度和达到一定的穿透浓度的条件下，固定床的床高和穿透时间呈直线关系。该关系又称BDST法（Bed Depth Service Time)。利用该关系可以较方便地计算时间：00001ln(1)bBN ztvK式中， tb 穿透时间，h; N0 吸附剂的动态吸附容量，kg/m3； z 床高，m; 0 入口料液中吸附剂浓度，kg/

33、m3; v 空床线速度，m/h K 比例系数，m3/(kg h); B 穿透浓度，kg/m3第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 可以进一步简写为：00NBv001ln(1)BAK由实验数据，作tb和z的直线，即可求得B和A的值。 注意：z-t之间的关系是在一定初始浓度c0和一定空床速度v条件下测定的。第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 tb = BzA(1)常见的吸附分离设备和操作方式有哪些。(2)接触过滤吸附中，单级吸附、多级吸附和多级逆流吸附的平衡线和操作线关系如何，画示意图说明。(3)接触过滤多级逆流吸附最小吸附剂用量如何确定，画示意图说明。(4)接触过滤多级逆流吸附中理论级数如何确定。(5)固定床吸附中，床层可以分为几个区域，各区域的特点是什么。本节思考题第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 (6)简述固定床吸附从开始到完全失去吸附能力的变化过程。(7)画出固定床吸附的穿透曲线的示意图，并在图中标出穿透点、终点、剩余吸附量和饱和吸附量。(8)固定床吸附过程的穿透时间如何计算。(9)动态吸附量和静态吸附量有何差别，受哪些主要因素的影响。 本节思考题第五节 吸附操作与吸附穿透曲线