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1、资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值吸附分离技术吸附分离技术2015.4何佳何佳资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值主主要要内内容容：v吸附法概述v吸附法的分类及原理v吸附等温线v吸附分离操作资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值一、吸附法的概述一、吸附法的概述1、吸附法定义2、吸附法的特点3、常用的吸附剂4、吸附法的发展资金是运动的价
2、值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值1、吸附法定义、吸附法定义定义：吸附是利用吸附剂对液吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面，再用适当的在吸附剂表面，再用适当的洗脱剂将其解吸达到分离纯洗脱剂将其解吸达到分离纯化的过程。化的过程。应用：广泛应用于原料脱色、广泛应用于原料脱色、脱臭，目标产物提取、浓缩脱臭，目标产物提取、浓缩和粗分离和粗分离吸附吸附剂剂吸附吸附质质脱附：吸附的逆过程脱附：吸附的逆过程资金是运动的价值，资金的价值是随时间
3、变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值吸附过程通常包括：吸附过程通常包括：待分离料液与吸附剂混和待分离料液与吸附剂混和待分离料液与吸附剂混和待分离料液与吸附剂混和、吸附质被吸附到吸附剂表面吸附质被吸附到吸附剂表面吸附质被吸附到吸附剂表面吸附质被吸附到吸附剂表面、料液流出料液流出料液流出料液流出、吸附吸附吸附吸附质解吸回收质解吸回收质解吸回收质解吸回收等四个过程等四个过程。吸附剂能够吸附其他物质的多孔性固体。吸附质在吸附过程中，被吸附的物质。料液与吸附剂料液与吸附剂料液与吸附剂料液与吸附剂混合混合混合混合吸附质被吸吸附质被吸吸附质被吸吸附质被吸附
4、附附附料液流料液流料液流料液流出出出出吸附质解吸吸附质解吸吸附质解吸吸附质解吸附附附附Step1Step2Step3Step4资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值常常用用于于从从稀稀溶溶液液中中将将溶溶质质分分离离出出来来，由由于于受受固固体体吸吸附附剂剂的限制，处理能力较小；的限制，处理能力较小；对对溶溶质质的的作作用用较较小小，这这一一点点在蛋白质分离中特别重要；在蛋白质分离中特别重要；可可直直接接从从发发酵酵液液中中分分离离所所需需的的产产物物，成成为为发发酵酵与与分分离离的的耦耦合合过过程程，从从而
5、而可可消消除除某某些些产物对微生物的抑制作用；产物对微生物的抑制作用；溶溶质质和和吸吸附附剂剂之之间间的的相相互互作作用用及及吸吸附附平平衡衡关关系系通通常常是是非非线线性性关关系系，故故设设计计比比较较复复杂杂，实验的工作量较大。实验的工作量较大。2、吸附法的特点：、吸附法的特点：优点：优点：有机溶剂掺入少有机溶剂掺入少 操作简便，安全，设备简单操作简便，安全，设备简单 pH pH变化小，适于稳定性差的物变化小，适于稳定性差的物 从稀溶液分离溶质从稀溶液分离溶质 吸附剂对溶质的作用小吸附剂对溶质的作用小（蛋白质）（蛋白质）缺点：缺点：选择性差选择性差收率低收率低无机吸附剂性能不稳定无机吸附剂
6、性能不稳定不能连续操作，劳动强度大不能连续操作，劳动强度大碳粉等吸附剂有粉尘污染碳粉等吸附剂有粉尘污染资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值吸附剂通常应具备以下特征：表面积大、颗粒均匀、对被分离的物质具有较强的吸附能力有较高的吸附选择性机械强度高再生容易、性能稳定价格低廉。常用的吸附剂有极性的和非极性的两种。羟基磷灰石、硅胶、氧化铝等属前者，活性炭属后者。人工合成的如大网格吸附剂、分子筛等两种都有。但大多属非极性的。3、常用的吸附剂、常用的吸附剂资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，
7、随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值4、吸附法的发展、吸附法的发展吸附法在各种层析技术中应用最早如一战期间发展起来的活性炭吸附后来使用的凝胶型离子交换树脂、吸附柱层析、分子筛等大网格树脂吸附(选择性好，解吸容易、机械强度好、可反选择性好，解吸容易、机械强度好、可反复使用和流体阻力较小等优点复使用和流体阻力较小等优点)资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值二、吸附法的分类及二、吸附法的分类及原理原理1、吸附法的分类2、吸附机理3、吸附力的本质资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化
8、的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 当由于吸附质与吸附剂的分子之间存在分子间当由于吸附质与吸附剂的分子之间存在分子间力即力即范德华力范德华力而发生的吸附称为物理吸附，又称为而发生的吸附称为物理吸附，又称为范德华吸附范德华吸附。因为分子间引力普遍存在于吸附剂与吸附质之因为分子间引力普遍存在于吸附剂与吸附质之间，故一种吸附剂可以吸附多种吸附质，间，故一种吸附剂可以吸附多种吸附质，不具有选不具有选择性择性。但吸附剂与吸附质的种类不同，分子间引力。但吸附剂与吸附质的种类不同，分子间引力大小各异，因此吸附量可能相差悬殊。大小各异，因此吸附量可能相差悬殊。根据吸
9、附剂与吸附质之间相互作用力的不同，根据吸附剂与吸附质之间相互作用力的不同，吸附可分为吸附可分为物理吸附物理吸附和和化学吸附化学吸附两种类型。两种类型。1 1、吸附法的分类、吸附法的分类资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 由于吸附质与吸附剂的分子之间形成由于吸附质与吸附剂的分子之间形成化学键化学键而而引起的吸附称为化学吸附。发生化学吸附时，被吸引起的吸附称为化学吸附。发生化学吸附时，被吸附的分子与吸附剂的表面分子之间发生了附的分子与吸附剂的表面分子之间发生了电子转移电子转移、原子重排原子重排或或化学键的破坏
10、与生成化学键的破坏与生成。与物理吸附不同。与物理吸附不同的是，化学吸附的是，化学吸附具有选择性具有选择性，只有当吸附剂与吸附，只有当吸附剂与吸附质的分子之间形成化学键时，才会发生化学吸附。质的分子之间形成化学键时，才会发生化学吸附。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 物理、化学吸附的比较资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值2 2、吸附机理吸附机理界面固体内部分子所受分子间的固体内部分子所受分子间的作用力是对称的，而作用
11、力是对称的，而固体表固体表面分子所受力是不对称的。面分子所受力是不对称的。向内的一面受内部分子的作向内的一面受内部分子的作用力较大，而表面向外一面用力较大，而表面向外一面所受的作用力较小，因而当所受的作用力较小，因而当气体分子或溶液中溶质分子气体分子或溶液中溶质分子在运动过程中碰到固体表面在运动过程中碰到固体表面时就会被吸引而停留在固体时就会被吸引而停留在固体表面上。表面上。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 吸附质在吸附剂多孔表面上被吸附的过程分吸附质在吸附剂多孔表面上被吸附的过程分为下列三步：为下列三
12、步：1)1)吸附质从流体主体通过分子与对流扩散穿过薄膜或吸附质从流体主体通过分子与对流扩散穿过薄膜或边界层传递到吸附剂的外表面，称之为边界层传递到吸附剂的外表面，称之为外扩散外扩散过程。过程。2)2)吸附质通过孔扩散从吸附剂的外表面传递到微孔结吸附质通过孔扩散从吸附剂的外表面传递到微孔结构的内表面，称为构的内表面，称为内扩散内扩散过程。过程。3)3)吸附质沿孔的表面进行吸附质沿孔的表面进行扩散扩散，被，被吸附吸附在孔表面上。在孔表面上。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值整个吸附传质过程的速率由上述三个串联
13、过程的整个吸附传质过程的速率由上述三个串联过程的速率共同决定。速率共同决定。一般情况下，表面吸附速度很快，该过程几乎可一般情况下，表面吸附速度很快，该过程几乎可在瞬间完成，因此整个吸附传质过程的速率主要在瞬间完成，因此整个吸附传质过程的速率主要由外扩散或内扩散来控制。由外扩散或内扩散来控制。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值吸附速率可用单位质量的吸附剂在单位时间内所吸附速率可用单位质量的吸附剂在单位时间内所吸附的吸附质的量来表示吸附的吸附质的量来表示。在吸附过程中，若内扩散的传质速度很快，则传在吸附过程中
14、，若内扩散的传质速度很快，则传质阻力主要集中于外扩散，吸附过程为外扩散控质阻力主要集中于外扩散，吸附过程为外扩散控制。制。反之，若外扩散的传质速度很快，则传质阻力主反之，若外扩散的传质速度很快，则传质阻力主要集中于内扩散，吸附过程为内扩散控制。要集中于内扩散，吸附过程为内扩散控制。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3 3、吸附吸附力力的本质的本质A 定向力 极性分子的永久偶极静电力B 诱导力 极性分子与非极性分子之间的 吸引力C 色散力 非极性分子之间的引力（瞬间 偶极）吸附质和吸附剂之间的作用力范德华力
15、吸附质和吸附剂之间的作用力范德华力资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值分子引力/范德华力的总能量:资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值范德华力-定向力极性分子之间产生的作用力极性分子之间产生的作用力偶极距：分子的电荷重心与正负电荷中心距离的乘积偶极距：分子的电荷重心与正负电荷中心距离的乘积式中：式中：1为吸附剂功能基偶极矩；为吸附剂功能基偶极矩；2为吸附质分子偶极矩；为吸附质分子偶极矩；r为两偶极为两偶极子中心之间的距离
16、；子中心之间的距离；为波尔兹曼常数；为波尔兹曼常数；为热力学温度。为热力学温度。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值从上式可以看出：从上式可以看出：分子极性越大，分子极性越大，增大，作用力也越大；分子的支链增大，作用力也越大；分子的支链会导致会导致r增大，不利于吸附。增大，不利于吸附。偶极矩与分子对称性、取代基位置等结构因素有关。偶极矩与分子对称性、取代基位置等结构因素有关。吸附作用力还与热力学温度成反比。吸附作用力还与热力学温度成反比。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间
17、的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值范德华力-诱导力极性分子和非极性分子之间的作用力极性分子和非极性分子之间的作用力偶极分子之间其诱导力为：偶极分子之间其诱导力为：极性分子产生的电场作用会诱导非极性分子极化，产生极性分子产生的电场作用会诱导非极性分子极化，产生诱导偶极矩诱导偶极矩，因此，因此两者之间互相吸引，产生吸附作用。两者之间互相吸引，产生吸附作用。设极性分子的永久偶极矩为设极性分子的永久偶极矩为1，非极性分子的极化度为非极性分子的极化度为2。则它们间则它们间诱导力的能量为：诱导力的能量为：资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值
18、，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 非极性分子之间非极性分子之间的引力属于色散力。的引力属于色散力。当分子由于外围电子运动及原子核在零点附近震动，正负电荷中心出现瞬当分子由于外围电子运动及原子核在零点附近震动，正负电荷中心出现瞬时相对位移时，就产生快速变化的时相对位移时，就产生快速变化的瞬时偶极矩瞬时偶极矩。这种瞬时偶极矩还能使外围非。这种瞬时偶极矩还能使外围非极性分子极化，反过来，被极化的分子又影响瞬时偶极矩的变化，这样产生的极性分子极化，反过来，被极化的分子又影响瞬时偶极矩的变化，这样产生的引力叫引力叫色散力色散力。范德华力-色散力式中式中h为普朗克常数；为普朗克常数；v0为电子的
19、震动频率为电子的震动频率因为因为hvhv0 0约等于原子的电离能约等于原子的电离能I(I(焦耳焦耳)，所以上式可写成，所以上式可写成：资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 上述各力的数值大小，对于各种物质是不一样的，取上述各力的数值大小，对于各种物质是不一样的，取决于吸附物的性质。决于吸附物的性质。分子极性越大，定向力越大分子极性越大，定向力越大。在通常距离上在通常距离上(十分之几个纳米十分之几个纳米)，上述分子间相互作，上述分子间相互作用力的能量约为几千用力的能量约为几千Jmol1。要比化学价力的能量小得
20、多。要比化学价力的能量小得多。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值在分子间相互作用的总能量中，各种力所占的相对比例是不同的。主要取决于分子的两个性质，即它的极性和极化度。极性越大，定向力作用越大；极化度越大，色散力的作用越大。诱导力是次级效应范德华力中的色散力是普遍的一种力 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值一种特殊的分子间作用力，介于库仑引力与范德华引力一种特殊的分子间作用力，介于库仑引力与范德华引力之间的特殊定向力
21、，比诱导力、色散力都有大之间的特殊定向力，比诱导力、色散力都有大氢键力氢键力氢氢键键两种原子电负性越大，半径两种原子电负性越大，半径越小，越小，H H键就越能形成，作用键就越能形成，作用也就越大，越有利于吸附。也就越大，越有利于吸附。不同元素原子所形成的氢键力大小次序如下：不同元素原子所形成的氢键力大小次序如下：F-HF O-HN N-HO N-HN N CN 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值吸引力和推斥力吸引力和推斥力当分子间距离减小时，当分子间距离减小时，范德华力增大，但当分范德华力增大，但当分子间
22、距离非常接近时，子间距离非常接近时，就明显地表现出斥力。就明显地表现出斥力。当距离大于当距离大于OBOB时，吸引时，吸引力未表示出来。力未表示出来。当吸附表面和分子间的当吸附表面和分子间的距离减小时，其吸引力距离减小时，其吸引力的能量逐渐增加，的能量逐渐增加，当距离减至分子半径当距离减至分子半径OAOA时，达到最大值。时，达到最大值。当距离再减小时，推斥当距离再减小时，推斥力急剧增加。力急剧增加。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值三、吸附等温线三、吸附等温线资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的
23、，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值吸附平衡吸附平衡如果不考虑溶剂的吸附，当固体吸附剂与溶液中如果不考虑溶剂的吸附，当固体吸附剂与溶液中的溶质达到平衡时，其吸附量的溶质达到平衡时，其吸附量m m应与溶液中溶质应与溶液中溶质的浓度和温度有关的浓度和温度有关当温度一定时，吸附量只和浓度有关当温度一定时，吸附量只和浓度有关，Q Q=f f（c c），），这个函数关系称为吸附等温线这个函数关系称为吸附等温线吸附等温线表示平衡吸附量吸附等温线表示平衡吸附量 定定义义：一定条件下，流体（气体或液体）与吸附剂接触，流体中的吸附质被吸附剂吸附，经足够长时间后，吸附质在两
24、相中的含量不再改变，即吸附质在流体和吸附剂上的分配达到一种动态平衡，称为吸附平衡。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值在一定温度下在一定温度下,分离物质在液相和固相中的分离物质在液相和固相中的浓度关系可用浓度关系可用下列下列吸附方程式来表示吸附方程式来表示:Kakb A表示吸附剂；B表示游离在液相中的溶质 A-B表示吸附剂与溶质的结合方式Ka、Kb分别为吸附与洗脱常数若以若以C CB B表示溶质在流动相中的浓度表示溶质在流动相中的浓度(即即B B的浓度的浓度),),C C（A-B)A-B)表示溶质在固相中的
25、浓度表示溶质在固相中的浓度(即即A-BA-B的浓度的浓度),),则上述过程的平衡关系可表达为函则上述过程的平衡关系可表达为函数数C C(A-B)=(A-B)=f f(c(cB B)吸附质分压资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 分类1 Langmuir 1 Langmuir 等温线等温线(单分子层单分子层)2 Freundlich2 Freundlich等温线等温线(抗生素抗生素/类固醇类固醇/甾类激素甾类激素)3 3 离子交换等温线离子交换等温线 单价：在缓冲液中，单价：在缓冲液中，Langmuir La
26、ngmuir 模拟模拟 多价：多价：Freundlich Freundlich 模拟模拟4 4 亲和吸附等温线：类似于亲和吸附等温线：类似于Langmuir Langmuir 表达表达资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值吸附平衡常用吸附平衡常用LangmuirLangmuir方程方程(单分子层吸附单分子层吸附等温线方程式等温线方程式)来描述来描述：Q 吸附量(mol/kg吸附剂)Q溶质的最大吸附量(mol/kg吸附剂)k 吸附平衡常数p 吸附质分压实际应用中实际应用中,用的最多的是用的最多的是Freundl
27、ichFreundlich方程方程式式:式中 n-大于1的常数二个假设：二个假设：吸附活性中心间各吸附活性中心间各自独立自独立每一个吸附活性中每一个吸附活性中心只吸附一个分子心只吸附一个分子资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Langmuir等温线等温线单分子层单分子层Freundlich等温线等温线单分子层单分子层Henry等温线等温线稀浓度稀浓度等温线等温线多分子层多分子层资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值由图可求
28、得k=6.76 ,n=21.72Lgqe=0.148Lgce+1.3369资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值影响吸附过程的因素影响吸附过程的因素（1 1）吸附剂的特性）吸附剂的特性（比表面积、粒度、极性大小、活化条（比表面积、粒度、极性大小、活化条件）件）（2 2）吸附物的性质）吸附物的性质（极性大小、分子量）（极性大小、分子量）（3 3）吸附的条件）吸附的条件 pH pH（对蛋白等两性物质在（对蛋白等两性物质在PIPI附近吸附量最大）附近吸附量最大）温度（对蛋白分子，一般认为温度（对蛋白分子，一般认为T
29、T吸附量吸附量，考虑到稳定性，考虑到稳定性,通常在通常在0or0or室温操作）室温操作）盐浓度盐浓度（影响复杂，阻止（影响复杂，阻止oror促进吸附）促进吸附）（4 4）吸附物浓度与吸附剂用量）吸附物浓度与吸附剂用量（吸附物浓度（吸附物浓度，吸附量，吸附量，吸附法纯化蛋白时，要求浓度，吸附法纯化蛋白时，要求浓度1%,1%,以增强选择性以增强选择性,吸附剂吸附剂用量用量，吸附物总量，吸附物总量，但过量吸附剂导致成本，但过量吸附剂导致成本，选择性，选择性）资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值四、吸附分离操作四、
30、吸附分离操作1、槽式搅拌吸附2、固定床吸附资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 根据待分离物系中各组分的性质和过程的分离根据待分离物系中各组分的性质和过程的分离要求要求(如纯度、回收率、能耗等如纯度、回收率、能耗等)，在选择适当的，在选择适当的吸附剂和解吸剂基础上，采用相应的工艺过程和吸附剂和解吸剂基础上，采用相应的工艺过程和设备。设备。常用的吸附分离设备有：常用的吸附分离设备有：吸附搅拌釜吸附搅拌釜 固定床吸附器固定床吸附器 移动床移动床 流化床流化床资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时
31、间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值工业吸附过程通常包括两个步骤工业吸附过程通常包括两个步骤:、将流体与吸附剂接触、将流体与吸附剂接触,吸附质被吸附质被吸附剂吸附后与其他流体分开吸附剂吸附后与其他流体分开,此过程为此过程为吸吸附附操作操作;、吸附质从吸附剂上解吸出来、吸附质从吸附剂上解吸出来,使使吸附剂得到吸附剂得到再生再生。若吸附剂不需再生。若吸附剂不需再生,则此则此步骤改为吸附剂的步骤改为吸附剂的更新更新。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值吸附过程一般在带有搅拌器的吸
32、附槽中进行。吸附过程一般在带有搅拌器的吸附槽中进行。1.首先将原料液加入吸附槽，然后在搅拌状态下加入吸附剂。2.在搅拌器的作用下，槽内液体呈强烈湍动状态，而吸附质则悬浮于溶液中。3.当吸附过程接近吸附平衡时，通过过滤装置将吸附剂从溶液中分离出来。4.接触过滤式吸附过程属间歇操作过程，常用于溶质的吸附能力很强，且溶液的浓度很低的吸附过程，以回收其中少量的溶解物质或除去某些杂质等。1 1、槽式搅拌吸附槽式搅拌吸附 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值槽槽式式吸吸附附操操作作适适用用于于外外扩扩散散控控制制的的吸
33、吸附附传传质质过过程。程。使使用用搅搅拌拌使使溶溶液液呈呈湍湍流流状状态态，颗颗粒粒外外表表面面的的膜膜阻力较少。阻力较少。用于液体的精制，如脱水、脱色和脱臭等。用于液体的精制，如脱水、脱色和脱臭等。吸附剂用量吸附剂用量S确定确定:物料平衡物料平衡吸附相平衡吸附相平衡L：一批投入的液体量：一批投入的液体量co、c：分别为液体中开始和终止时吸附质的浓度：分别为液体中开始和终止时吸附质的浓度kg/lS：所需投入的平衡吸附剂量所需投入的平衡吸附剂量kg CoCt=0t=t资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值固定床
34、吸附过程是最为典型的吸附过程之一，在制固定床吸附过程是最为典型的吸附过程之一，在制药化工生产中有着广泛的应用。药化工生产中有着广泛的应用。1.将颗粒状的吸附剂以一定的填充方式充满圆筒形容器，即构成固定床，操作时，含有吸附质的液体或气体以一定的流速流过吸附剂床层，进行动态吸附。2.当床层内的吸附剂接近或达到饱和时，吸附过程停止，随后对床层内的吸附剂进行再生，再生完成后，即可进行下一循环的吸附操作。2 2、固定床吸附、固定床吸附资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值固定床吸附是吸固定床吸附是吸附分离操作中常附分离
35、操作中常采用的设备采用的设备.固定床吸附设备固定床吸附设备资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值当含吸附质的流体自上当含吸附质的流体自上而下连续流过床层时，其中而下连续流过床层时，其中的吸附质被吸附剂所吸附。的吸附质被吸附剂所吸附。若吸附过程不存在传质阻力，若吸附过程不存在传质阻力，则吸附速度为无限大，因而则吸附速度为无限大，因而进入床层的吸附质可在瞬间进入床层的吸附质可在瞬间被吸附剂所吸附，此时床层被吸附剂所吸附，此时床层内的吸附质象活塞一样向下内的吸附质象活塞一样向下移动。移动。图图1 1 固定床吸附器固
36、定床吸附器1-1-压圈；压圈；2-2-吸附剂；吸附剂；3-3-筒体；筒体；4-4-支承板支承板资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值由于实际吸附过程存在传质阻力，因而吸附平衡由于实际吸附过程存在传质阻力，因而吸附平衡不可能瞬间达成，此时将在床层的入口处形成如图不可能瞬间达成，此时将在床层的入口处形成如图2 2所示的传质区。在吸附传质区内，吸附质浓度由初所示的传质区。在吸附传质区内，吸附质浓度由初始浓度始浓度C C0 0沿流动方向逐渐下降。沿流动方向逐渐下降。吸附过程吸附过程传质区传质区又称为吸附前沿，所占的床
37、层高又称为吸附前沿，所占的床层高度又称为传质区高度。传质区以下的区域为新鲜的度又称为传质区高度。传质区以下的区域为新鲜的吸附剂，称为吸附剂，称为未用区未用区。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值（a a）（b）（c）（d）图图2 2 固定床吸附过程示意图固定床吸附过程示意图资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 吸附器出口流体中的吸附质浓度随时间而变化吸附器出口流体中的吸附质浓度随时间而变化的曲线称为透过曲线，如图所示的曲
38、线称为透过曲线，如图所示：图图3 3 固定床吸附器的透过曲线固定床吸附器的透过曲线资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 传质区形成之后，将沿流体的流动方向不断下移。传质区形成之后，将沿流体的流动方向不断下移。由于吸附剂不断地吸附，床层上部的一段吸附剂将由于吸附剂不断地吸附，床层上部的一段吸附剂将达到饱和，即吸附过程达到动态平衡。此时，整个达到饱和，即吸附过程达到动态平衡。此时，整个固定床吸附器自上而下被分为三个区域，即上部的固定床吸附器自上而下被分为三个区域，即上部的饱和区、中部的传质区和下部的未用区，如图
39、饱和区、中部的传质区和下部的未用区，如图2 2所示。所示。传质区形成后，若流体的流速保持不变，则传传质区形成后，若流体的流速保持不变，则传质区将以恒定的速度向前推进，且高度亦保持不变，质区将以恒定的速度向前推进，且高度亦保持不变，如图如图4 4所示。所示。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值图图4 4 固定床内传质区的移动固定床内传质区的移动资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值随着吸附过程的进行，传质区将不断向前移动，随
40、着吸附过程的进行，传质区将不断向前移动，因而和区将逐渐扩大，未用区将逐渐缩小。经过一因而和区将逐渐扩大，未用区将逐渐缩小。经过一定的时间后，传质区的前端将到达床层的出口，此定的时间后，传质区的前端将到达床层的出口，此时出口流体中的吸附质浓度开始突然上升，该点称时出口流体中的吸附质浓度开始突然上升，该点称为穿透点，如图为穿透点，如图3 3中的中的B B点所示。点所示。穿透点所对应的吸附质浓度和吸附时间分别称为穿透点所对应的吸附质浓度和吸附时间分别称为穿透浓度和穿透时间穿透浓度和穿透时间。随着时间的推移，出口流体。随着时间的推移，出口流体中的吸附质浓度不断上升，直至与进口流体中的浓中的吸附质浓度不
41、断上升，直至与进口流体中的浓度完全相同。此时，传质区离开床层，整个床层均度完全相同。此时，传质区离开床层，整个床层均成为饱和区，已失去吸附能力，需进行再生操作。成为饱和区，已失去吸附能力，需进行再生操作。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值固定床吸附操作固定床吸附操作多柱串联吸附操作多柱串联吸附操作1 12 23 34 4料液料液洗脱液洗脱液再再生生吸附质吸附质(a)(a)1 12 23 34 4料液料液洗脱液洗脱液再再生生吸附质吸附质(b)(b)1 12 23 34 4料液料液洗脱液洗脱液再再生生吸附质吸
42、附质(c)(c)操作顺序操作顺序:(a)(a)(b)(b)(c)(c)资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值多柱串联固定床吸附操作的特点多柱串联固定床吸附操作的特点优点优点:整个进料过程中进料整个进料过程中进料(吸附吸附)从未间断从未间断,属于半连续操作属于半连续操作流体流动更接近平推流流体流动更接近平推流,反混小反混小,吸附效率高吸附效率高缺点缺点:无法处理含颗粒的料液，因会堵塞床层，造成压力降增无法处理含颗粒的料液，因会堵塞床层，造成压力降增大而最终使操作无法进行。大而最终使操作无法进行。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值Thank You!Thank You!