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吸附劑的吸附性能如何衡量,吸附容量與哪些因素有關(guān)?

吸附劑的吸附性能如何衡量,吸附容量與哪些因素有關(guān)?
2020.01.16
作者: 迪爾空分

空分設(shè)備中,吸附劑的吸附能力以靜吸附容量和動(dòng)吸附容量來(lái)表示。靜吸附容量是在一定溫度和被吸組分濃度一定的情況下,每單位質(zhì)量(或單位體積)的吸附劑達(dá)到吸附平衡時(shí)所能吸附物質(zhì)的較大量,即吸附劑所能達(dá)到的較大的吸附量(平衡值)與吸附劑量之比。?
動(dòng)吸附容量是吸附劑到達(dá)“轉(zhuǎn)效點(diǎn)”時(shí)的吸附量(用吸附器內(nèi)單位吸附劑的平均吸附量來(lái)表示)。通常以“轉(zhuǎn)效時(shí)間”來(lái)計(jì)算,即從流體開(kāi)始接觸吸附劑層到“轉(zhuǎn)效點(diǎn)”的時(shí)間。“轉(zhuǎn)效點(diǎn)”是流體流出吸附劑層時(shí)被吸組分濃度明顯增加的點(diǎn)。由于氣體(或液體)連續(xù)流過(guò)吸附劑表面,吸附劑未達(dá)飽和(吸附量未達(dá)較大值)就已流走,故動(dòng)吸附容量小于靜吸附容量,一般取靜吸附容量的40%~60%。設(shè)計(jì)時(shí)用動(dòng)吸附容量。?
影響吸附容量的因素較多,主要有:?
1)吸附過(guò)程的溫度和被吸組分的分壓力。在相同的被吸組分的分壓力(或者說(shuō)濃度)下,吸附容量隨溫度升高而減??;而在相同的溫度下,吸附容量隨被吸組分分壓力(或濃度)的增加而增加。但它有一個(gè)限度,在分壓力增加到一定程度以后,吸附容量就基本上與分壓力無(wú)關(guān)了。由此可見(jiàn),應(yīng)盡量降低吸附過(guò)程的溫度,以提高吸附效果。?
2)氣體(或液體)的流速。流速越高,吸附效果越差。動(dòng)吸附容量降低是因?yàn)闅怏w(或液體)與吸附劑的接觸時(shí)間短。流速低一些吸附效果較好。但流速設(shè)計(jì)得太低,所需吸附器的體積就要很大。所以要選定一個(gè)比較合適的流速值(設(shè)計(jì)時(shí)有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可取)。?
3)吸附劑的再生完善程度。再生解吸越徹底,吸附容量就越大,反之越小。再生完善程度與再生溫度(或壓力)、再生氣體中被吸組分濃度有關(guān)。?
4)吸附劑厚度。因?yàn)槲竭^(guò)程是分層進(jìn)行的,故與吸附劑層厚度(吸附區(qū)長(zhǎng)度)有關(guān)。吸附劑層不能過(guò)薄,太薄時(shí)因接觸時(shí)間短,來(lái)不及吸附,即使吸附劑層截面積再大也是無(wú)用的。吸附劑層厚,吸附效果好。例如,硅膠在壓力為0.6MPa、二氧化碳的含量為300×10-6、溫度為-110~-120℃、流速為1L/(min?cm2)時(shí),每克硅膠對(duì)二氧化碳具有較大的吸附容量,約為25~50mL/g。設(shè)計(jì)時(shí),取為28mL/g,出口氣流中二氧化碳含量小于2×10-6。硅膠對(duì)乙炔的動(dòng)吸附容量,國(guó)內(nèi)常取用4.5L/kg或2.63g/kg(硅膠)。?

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