變壓吸附氣體分離技術-課件

變壓吸附氣體分離技術

1ppt課件變壓吸附氣體分離技術

1ppt課件吸附的定義當氣體分子運動到固體表面上時，由于固體表面的原子的剩余引力的作用，氣體中的一些分子便會暫時停留在固體表面上，這些分子在固體表面上的濃度增大，這種現(xiàn)象稱為氣體分子在固體表面上的吸附相反，固體表面上被吸附的分子返回氣體相的過程稱為解吸或脫附。2ppt課件吸附的定義當氣體分子運動到固體表面上時，由于固體表面的原子的吸附物質的固體稱為吸附劑，被吸附的物質稱為吸附質。伴隨吸附過程所釋放的的熱量叫吸附熱，解吸過程所吸收的熱量叫解吸熱。3ppt課件吸附物質的固體稱為吸附劑，被吸附的物質稱為吸附質。伴隨吸附過吸附平衡

吸附剛開始時吸附劑存在大量的活性表面，被吸附的吸附質分子數(shù)大大超過離開表面的分子數(shù)。隨著吸附的進行，吸附劑表面逐漸被吸附質分子遮蓋，吸附劑表面再吸附的能力下降，直到吸附速度等于解吸速度時，就表示吸附達到了平衡。在密閉的容器內，吸附劑與吸附質充分接觸，呈平衡時為靜態(tài)吸附平衡。含有一定量吸附質的惰性氣流通過吸附劑固定床，吸附質在流動狀態(tài)下被吸附劑吸附，最后達到的平衡為動態(tài)平衡。4ppt課件吸附平衡吸附剛開始時吸附劑存在大量的活性表面，被吸附的吸附

所謂死空間，既吸附床層內扣除吸附劑所占體積后，剩余的空間。

也就是說，某組分吸附平衡時在吸附床內的總量有兩部分，一部分是在死空間中，另一部分被吸附劑所吸附，其總和叫做某組分在吸附床內的存留量；弱吸附組分和強吸附組分各自在死空間中含有的量占床內存留量的比值之比稱為分離系數(shù)。分離系數(shù)越大分離越容易。

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所謂死空間，既吸附床層內扣除吸附劑所占體積后，剩余的空間。氣體吸附分離技術的基礎被吸附的氣體分子在固體表面上形成的吸附層，稱為吸附相。吸附相的密度比一般氣體的密度大得多，有可能接近液體密度。當氣體是混合物時，由于固體表面對不同氣體分子的壓力差異，使吸附相的組成與氣相組成不同，這種氣相與吸附相在密度上和組成上的差別構成了氣體吸附分離技術的基礎。6ppt課件氣體吸附分離技術的基礎被吸附的氣體分子在固體表面上形成的吸附7ppt課件7ppt課件QT0p1p2吸附量溫度高壓低壓T1T2Q1Q2Q3Q48ppt課件QT0p1p2吸附量溫度高壓低壓T1T2Q1Q2Q3Q48p

由描述吸附平衡的等溫吸附線知道，在同一溫度下，吸附質在吸附劑上的吸附量隨吸附質的分壓上升而增加；在同一吸附質分壓下，吸附質在吸附劑上的吸附量隨吸附溫度上升而減少；也就是說加壓降溫有利于吸附質的吸附，降壓加溫有利于吸附質的解吸或吸附劑的再生。9ppt課件由描述吸附平衡的等溫吸附線知道，在同一溫度下，吸附質在吸附按吸附劑的再生方法將吸附分離循環(huán)過程分成兩類：變溫吸附法和變壓吸附法。10ppt課件按吸附劑的再生方法將吸附分離循環(huán)過程分成兩類：變溫吸附法和變變壓吸附法

在加壓下進行吸附，減壓下進行解吸。由于循環(huán)周期短，吸附熱來不及散失，可供解吸之用，所以吸附熱和解吸熱引起的吸附床溫度變化一般不大，波動范圍僅在幾度，可近似看作等溫過程。11ppt課件變壓吸附法11ppt課件吸附劑的種類

工業(yè)上常用的吸附劑有：硅膠、活性化鋁、活性炭、分子篩等，另外還有針對某種組分選擇性吸附而研制的吸附材料.12ppt課件吸附劑的種類12ppt課件吸附劑的再生

為了能使吸附分離法經濟有效的實現(xiàn)，除了吸附劑要有良好的吸附性能以外，吸附劑的再生方法具有關鍵意義。吸附劑再生純度決定產品的純度，也影響吸附劑的吸附能力；吸附劑的再生時間決定老吸附循環(huán)周期的長短，從而也決定了吸附劑用量的多少。因此選擇合適的再生方法，對吸附分離法的工業(yè)化起著重要的作用。13ppt課件吸附劑的再生為了能使吸附分離法經濟有效的實現(xiàn)，除了吸附劑常用再生吸附劑的方法

a.降壓

b.沖洗

c.置換

d.抽真空14ppt課件常用再生吸附劑的方法a.降壓14ppt課件a.降壓：吸附床在較高壓力下吸附，然后降到較低壓力，通常接近大氣壓，這時一部分吸附組分解吸出來。這個方法操作簡單，單吸附組分的解吸不充分，吸附劑再生程度不高。

b.抽真空：吸附床降到大氣壓以后，為了進一步減少吸附組分的分壓，可用抽真空的方法來降低吸附床壓力，以得到更好的再生效果，但此法增加了動力消耗。

c.沖洗：利用弱吸附組分或者其它適當?shù)臍怏w通過需再生的吸附床，被吸附組分的分壓隨沖洗氣通過而下降。吸附劑的再生程度取決于沖洗氣的用量和純度。15ppt課件a.降壓：吸附床在較高壓力下吸附，然后降到較低壓力，通常接d.置換：用一種吸附能力較強的氣體把原先被吸附的組分從吸附劑上置換出來。這種方法常用于產品組分吸附能力較強而雜質組分較弱即從吸附相獲得產品的場合。16ppt課件d.置換：用一種吸附能力較強的氣體把原先被吸附的組分從吸附變壓吸附工作基本步驟

單一的固定吸附床操作，無論是變溫吸附還是變壓吸附,由于吸附劑需要再生，吸附是間歇式的。因此，工業(yè)上都是采用兩個或更多的吸附床，使吸附床的吸附和再生交替（或依次循環(huán)）進行，保證整個吸附過程的連續(xù)。

17ppt課件變壓吸附工作基本步驟單一的固定吸附床操作，無論是變溫吸附對于變壓吸附循環(huán)過程，有三個基本工作步驟：1．壓力下吸附吸附床在過程的最高壓力下通入被分離的氣體混合物，其中強吸附組分被吸附劑選擇性吸收，弱吸附組分從吸附床的另一端流出。2．減壓解吸根據被吸附組分的性能，選用前述的降壓、抽真空、沖洗和置換中的幾種方法使吸附劑獲得再生。一般減壓解吸，先是降壓到大氣壓力，然后再用沖洗、抽真空或置換。3．升壓吸附劑再生完成后，用弱吸附組分對吸附床進行充壓，直到吸附壓力為止。接著又在壓力下進行吸附。18ppt課件對于變壓吸附循環(huán)過程，有三個基本工作步驟：1．壓力下吸附19ppt課件19ppt課件常壓解吸(見圖a)升壓過程(A-B):經逆放解吸再生后的吸附器處于過程的最低壓力P1、床內雜質吸留量為Q1(A點).在此條件下用產品組分升壓到吸附壓力P3，床內雜質吸留量Q1不變(B點).吸附過程(B-C):在恒定的吸附壓力下原料氣不斷進入吸附器，同時輸出產品組分.吸附器內雜質組分的吸留量逐步增加，當?shù)竭_規(guī)定的吸留量Q3時(C點)停止進入原料氣，吸附終止.此時吸附器內仍預留有一部分未吸附雜質的吸附劑(如吸附劑全部被吸附雜質，吸留量可為Q4，C’點)。20ppt課件常壓解吸(見圖a)升壓過程(A-B):經逆放解吸再生后的吸3.順放過程(C-D):沿著進入原料氣輸出產品的方向降低壓力，流出的氣體仍為產品組分，用于別的吸附器升壓或沖洗.在此過程中，隨床內壓力不斷下降，吸附劑上的雜質被不斷解吸，解吸的雜質又繼續(xù)被未充分吸附雜質的吸附劑吸附，因此雜質并未離開吸附器，床內雜質吸留量Q3不變.當吸附器降壓到D點時，床內吸附劑全部被雜質占用，壓力為P2。4.逆放過程(D-E):開始逆著進入原料氣輸出產品的方向降低壓力，直到變壓吸附過程的最低壓力P1(通常接近大氣壓力)，床內大部分吸留的雜質隨氣流排出器外，床內雜質吸留量為Q2。21ppt課件3.順放過程(C-D):沿著進入原料氣輸出產品的方向降低壓5.沖洗過程(E-A):根據實驗測定的吸附等溫線，在壓力P1下吸附器仍有一部分雜質吸留量，為使這部分雜質盡可能解吸，要求床內壓力進一步降低.在此利用別的吸附器順向降壓過程排出的產品組分，在過程最低壓力P1下進行逆向沖洗不斷降低雜質分壓使雜質解吸并隨沖洗氣帶出吸附器.經一定程度沖洗后，床內雜質吸留量降低到過程的最低量Q1時，再生終止.至此，吸附器完成了一個吸附—解吸再生過程，再次升壓進行下一個循環(huán)。22ppt課件5.沖洗過程(E-A):根據實驗測定的吸附等溫線，在壓力P23ppt課件23ppt課件真空解吸(見圖b)1.升壓過程(A-B):經真空解吸再生后的吸附器處于過程的最低壓力P0、床內雜質吸留量為Q1(A點).在此條件下用產品組分升壓到吸附壓力P3，床內雜質吸留量Q1不變(B點)。2.吸附過程(B-C):在恒定的吸附壓力下原料氣不斷進入吸附器，同時輸出產品組分.吸附器內雜質組分的吸留量逐步增加，當?shù)竭_規(guī)定的吸留量Q3時(C點)停止進入原料氣，吸附終止.此時吸附器內仍預留有一部分未吸附雜質的吸附劑(如吸附劑全部被吸附雜質，吸留量可為Q4，C’點)。24ppt課件真空解吸(見圖b)1.升壓過程(A-B):經真空解吸再生后3.順放過程(C-D):沿著進入原料氣輸出產品的方向降低壓力，流出的氣體仍為產品組分，用于別的吸附器升壓或沖洗.在此過程中，隨床內壓力不斷下降，吸附劑上的雜質被不斷解吸，解吸的雜質又繼續(xù)被未充分吸附雜質的吸附劑吸附，因此雜質并未離開吸附器，床內雜質吸留量Q3不變.當吸附器降壓到D點時，床內吸附劑全部被雜質占用，壓力為P2。4.逆放過程(D-E):開始逆著進入原料氣輸出產品的方向降低壓力，直到變壓吸附過程的最低壓力P1(通常接近大氣壓力)，床內大部分吸留的雜質隨氣流排出器外，床內雜質吸留量為Q2。25ppt課件3.順放過程(C-D):沿著進入原料氣輸出產品的方向降低壓5.抽空過程(E-A):根據實驗測定的吸附等溫線，在壓力P1下吸附器仍有一部分雜質吸留量，為使這部分雜質盡可能解吸，要求床內壓力進一步降低.在此利用真空泵抽吸的方法降低雜質分壓使雜質解吸并隨抽空氣帶出吸附器.抽吸一定時間后，床內壓力為P0，雜質吸留量降低到過程的最低量Q1時，再生終止。至此，吸附器完成了一個吸附—解吸再生過程，再次升壓進行下一個循環(huán)。26ppt課件5.抽空過程(E-A):根據實驗測定的吸附等溫線，在壓力P變溫吸附法

在較低溫度（常溫或更低）下進行吸附，而升高溫度將吸附的組分解吸出來。變溫吸附是在兩條不同溫度的等溫吸附線之間上下移動進行著吸附和解吸。由于常用吸附劑的熱傳導率比較低，加溫和冷卻的時間就比較長（往往需要幾個小時），所以吸附床比較大，而且還要配備相應的加熱和冷卻設施，能耗、投資都很高。