吸附 分子筛知识介绍

吸附剂 分子筛基本原理

 

　　吸附是指当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。

　　具有吸附作用的物质(一般为密度相对较大的多孔固体)被称为吸附剂，被吸附的物质(——般为密度相对较小的气体或液体)称为吸附质。

　　吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸着、毛细管凝缩、活性和物理吸附。

　　化学吸附是指吸附剂与吸附质问发生有化学反应，并在吸附剂表面生成化合物的吸附过程。他的吸附过程不仅困难而且很慢。

　　活性吸附是指吸附剂与吸附质间生成有表面络合物的吸附过程。他的吸附过程也是很困难并且较慢的。

　　毛细管凝缩是指固体吸附剂在吸附蒸气时，在吸附剂孔隙内发生的凝结现象。一般需加热才能完全再生。

　　物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力(即范德华力)进行的吸附。其特点是：他的反应不包括化学反应，所以其速度更快，参与的吸附物质可以在很短对时间内完成，物理吸附是完全可逆的。物理吸附被广泛的应用在PSA（变压吸附）的装置中。

　　在物理吸附中，各种吸附剂对气体分子之所以有吸附能力是由于处于气、固相分界面上的气体分子的特殊形态。总而言之，只处于气相中的气体分子所受的来自各方面的分子吸引力是相同的，气体分子在自由运动的状态中；而当气体分子运动到气、固相分界面时(即撞击到吸附剂表面时)，气体的分子会收到气相和固相的吸引，固相的比气相的吸引力更大，当气体分子达不能被气相吸引时，气体分子则会被吸附在固体吸附剂的表面。被吸附在固体吸附剂表面的气体分子又被称为吸附相，固相的分子密度甚至接近于液体的密度。

　　吸附平衡则是指在适合的温度下，吸附剂分子筛与吸附质完全接触，最后吸附质在两相中的分布达到平衡的过程。在实际的吸附过程中，吸附质分子会不断地碰撞吸附剂表面并被吸附剂表面的分子引力束缚在吸附相中；同时吸附相中的吸附质分子又会不断地从吸附剂分子或其它吸附质分子得到能量，从而克服分子引力离开吸附相；当—定时间内进入吸附相的分子数和离开吸附相的分子数相等时，吸附过程就达到了平衡。对于物理吸附而言，动态吸附平衡很快就能完成，并且在适合的温度与适合的压力下，对于相同的吸附剂和吸附质，平衡吸附量是一个定值。

　　我实际生活中工业的应用，选择TSA、PSA或TSA+PSA工艺一般依据气源的组成、压力及产品要求的不同来。因为变温吸附工艺由于需要升温，所以循环周期久、投资数额比较大，但是他的再生彻底，所以他广泛的被用于微量杂质或难解吸杂质的净化；变压吸附工艺的循环周期比他短很多，吸附剂使用效率高了不少，吸附剂用量相对较少，变压吸附不用再额外的加热设备，被广泛用于大气量多组分气体的分离与纯化。

　　我们在当今工业变PSA变压吸附工艺中，吸附剂分子筛一般都是在常温和较高压力下，把混合气体中的容易被吸附组分吸附，从床层的另一端流出那些不易吸附的组分，这样降低吸附剂床层的压力，使被吸附的组分脱附出来，从床层的另一端排出，从而实现了气体的分离与净化，同时也使吸附剂得到了再生。