2吸附分离
化工原理请制定二氧化碳空气混合气体分离的初步分离方案
化工原理请制定二氧化碳空气混合气体分离的初步分离方案
二氧化碳和空气是两种化学成分不同、密度差异较小的气体，因此二氧化碳空气混合气体的分离需要采用特殊的分离方法。
以下是一个初步的分离方案：
1.低温液化分离法：由于二氧化碳具有比空气更高的液化温度，可以通过低温液化的方式进行分离。
具体操作方法是将混合气体置于低温环境下，使二氧化碳与空气分别液化，然后通过不同的液体密度把二氧化碳和空气分开。
2.吸附分离法：利用二氧化碳和空气在吸附材料上的亲和性差异实现分离。
可以采用吸附柱、透析膜等吸附材料，使二氧化碳和空气在吸附材料上的吸附速度不同，从而实现分离。
3.燃烧分离法：由于二氧化碳和空气的反应有别于二氧化碳、氧气和氮气的反应，可以通过燃烧分离法进行分离。
具体方法是将混合气体引入燃烧室中，在高温高压条件下将二氧化碳和空气分解为水和二氧化碳，然后通过筛选等方法将水和二氧化碳分离。
这些方案都有各自的优缺点，需要根据实际情况选择合适的方案。
在实际操作过程中，可以根据需要和时间、成本等各方面的考虑进行优化，使分离效率最大化，同时保证操作的安全和环保。
层析分离技术二吸附层析
羟基磷灰石的再生 用0.4MpH6.8的PBS缓冲液洗柱至平衡即
可重新使用。
四、吸附层析工艺
固定床吸附 流化床吸附 膨胀床吸附 移动床吸附
1、固定床吸附
吸附柱内填充固相吸附介质，含目标产物的料液输入吸附 柱，流经吸附剂后，溶质被吸附剂吸附。
料液
液泵
吸
分析仪
适应条件：在低浓度范围之内 成立。当浓度较高时，吸附平衡常 呈非线性，上式无效。
（2）Freundlich 型吸附平衡
其经验公式为
q* kc1/n
其中，k和n为常数，n一 般在1-10之间。
Freundlich 等 温 线 可 描 述大多数抗生素、类固醇、 甾类激素等在溶液中的吸附 过程。
（3）Langmuir型吸附平衡
应停止进料吸附操作，顺次 转入杂质清洗、吸附溶质洗
脱和吸附剂再生操作。
活化： 110℃烘烤0.5~1h。活化后立即使用或短期贮存与干燥器中
要想分离物质重复性好，每次所用的硅胶活性必须一致。 活性测定习惯采用6种染料进行。
1．偶氮苯；2．对甲氧基偶氮苯；3．苏丹黄； 4．苏丹红；5．对氨基偶氮苯； 6．对羟基偶氮苯。
原理：在吸附柱上，因吸附剂对6种染料吸附的能力不同，所以它们经洗脱 后的位置不同，借此即可测定吸附剂的活性级别。 具体操作是：取上述6种染料各20mg溶于l0ml苯溶剂中，加50ml石油醚稀释， 然后取20ml此溶液加到1.5cm×l0cm的硅胶柱上，再加20ml苯与石油醚(1：4) 的混合液进行冲洗，洗毕根据各种染料的位置，找出硅胶的活性级别。
注：吸附剂表面要平整，应一直浸泡在溶剂液面以下，严 防产生气泡。湿法装柱均匀，不易留有气泡
吸附分离的原理
吸附分离的原理
吸附分离是一种物质分离的常用方法，其原理是通过物质在吸附剂上的不同吸附性质，实现目标物的分离纯化。
吸附剂通常是一种多孔固体材料，具有大量的微观孔隙结构。
这些微孔能够提供大表面积，以增加目标物与吸附剂之间的接触面积。
吸附剂可以选择性地吸附目标物，使其他组分通过，实现目标物的分离。
不同的吸附剂对目标物的选择性吸附是基于物质间的相互作用力。
吸附分离的原理可以归结为两种主要类型：物理吸附和化学吸附。
物理吸附是指目标物与吸附剂之间的非化学吸附，主要通过范德华力、静电力和疏水作用来实现。
物理吸附的主要特点是吸附剂与目标物之间的吸附力较弱，可以通过改变温度和压力等条件来实现目标物的解吸。
化学吸附是指目标物与吸附剂之间发生化学键的吸附，吸附剂与目标物之间形成比较稳定的化学络合物。
化学吸附的主要特点是吸附力较强，不易被改变的外界条件所影响。
在吸附分离的实际应用中，通常需要考虑多种因素，包括吸附剂的选择、操作条件的优化以及吸附剂的再生等。
此外，也可以将不同类型的吸附剂进行组合，以提高分离效果。
总之，吸附分离是一种基于物质在吸附剂上的不同吸附性质实
现目标物分离纯化的方法。
通过选择适当的吸附剂和调节操作条件，可以高效地实现物质的分离纯化。
二转二吸工艺的原理
二转二吸工艺的原理二转二吸工艺是一种常用于化工生产中的工艺方法，其原理基于物质的相变和吸附特性。
本文将详细介绍二转二吸工艺的原理及其应用。
一、二转二吸工艺的基本原理二转二吸工艺是指通过两个步骤实现物质的转化和吸附。
首先，通过化学反应将原料物质转化为目标产物。
然后，利用吸附剂将目标产物从反应混合物中吸附出来，实现分离和纯化。
二转二吸工艺的原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 反应转化：在反应器中，原料物质经过适当的条件（如温度、压力、催化剂等）进行化学反应，转化为目标产物。
这一步骤通常需要控制反应条件和反应时间，以提高产物的转化率和选择性。
2. 吸附分离：将反应混合物中的目标产物通过吸附剂进行分离和纯化。
吸附剂通常是一种具有高吸附能力的固体材料，如活性炭、分子筛等。
在吸附过程中，目标产物会被吸附剂表面的活性位点吸附，而其他组分则被排除或以较低浓度存在。
3. 再生回收：吸附剂在吸附过程中会逐渐饱和，失去吸附能力。
为了使吸附剂能够重复使用，需要对其进行再生。
再生过程通常包括脱附和再生两个步骤。
脱附是指将吸附剂上的目标产物从吸附剂表面解吸出来，而再生则是通过适当的条件（如温度、压力等）将吸附剂恢复到初始状态，以便下一轮吸附分离。
二、二转二吸工艺的应用二转二吸工艺在化工生产中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：1. 石油化工：在石油加工过程中，二转二吸工艺可以用于分离和纯化石油中的不同组分，如烃类、硫化物等。
通过选择合适的吸附剂，可以实现对目标组分的高效分离和回收。
2. 环境保护：二转二吸工艺可以用于处理废水和废气中的有害物质。
通过将废水或废气中的目标物质吸附到吸附剂上，可以实现对有害物质的去除和回收，减少对环境的污染。
3. 制药工业：在制药过程中，二转二吸工艺可以用于纯化药物中的目标成分。
通过选择适当的吸附剂，可以将目标成分从复杂的反应混合物中分离出来，提高药物的纯度和质量。
4. 气体分离：二转二吸工艺可以用于气体的分离和纯化。
吸附分离技术
教学目标和要求：通过教学，了解吸附分离的概念、原理、影响因素，理解各种吸附剂的吸附原理和选择依据。
了解离子交换树脂的结构、分类、性能和应用，多糖离子交换剂的类型、特点；掌握离子交换的分离原理、操作方法。
第五章吸附分离技术一、吸附分离技术概论1.吸附：是指物质从气体或液体浓缩到固体表面从而达到分离的过程。
2.吸附的机理3.吸附技术的应用（1 ）在食品的应用a •工业糖液的脱色、脱臭；b •制氮用于果蔬的储藏：是当前世界上一项先进技术。
原理是果蔬在高氮低氧环境下，呼吸作用被抑制，新陈代谢减缓从而大大延缓腐烂过程。
可使果蔬保持原有营养成分，接近采摘的新鲜状态。
蒜苗储存3个月出库时仍新鲜饱满，无萎烂现象。
胚还可用于酿造啤酒时的密封及压送啤酒。
与先用的CO比，因在啤酒中溶解度小而可提高啤酒质量。
（2）在空气净化上的应用a.空气干燥：空气中通常含有一定水分，而这种水分在很多场合是有害的，必须被除去。
吸附法是除去空气中水分最常用的方法之一。
硅胶和活性氧化铝是通用的干燥剂。
b .脱除无机污染物：工业生产中产生大量的CQ SO和NQ等酸性有害气体，它们会引起温室效应、酸雨等现彖，破坏地球和人们的生活环境。
随着工业化发展，这些气体的危害程度越来越大，因此人们在致力于开发各种方法来治理这些有害气体。
其中吸附分离的方法是有效的治理方法之-o活性炭一SO;分子筛、硅胶、活性炭一N0x＞通入热空气（空气与蒸汽的混合物）可回收。
c •天然气：为了使天然气能够达到客输标准，必须将其屮的水分含量降低至一定水平。
d .化学工业：制氧、制氮提纯CO CQ （重要化工原料）等。
*C0用于拨基合成醋酸、醋肝、甲酸等的生产，也用于电子工业。
CO是一种用途十分广泛的需求量很大的重要化工产品。
约40%用作生产尿素、甲醇、水杨酸等化工产品的原料，35%用于提高石油采收率，10%用于制冷，5%用于碳酸饮料碳酸化，其它占10% （超临界流体萃取）。
二级错流吸附
二级错流吸附
二级错流吸附是一种气体分离技术，常用于工业和实验室分离混合气体中的组分。
在二级错流吸附过程中，气体混合物首先通过一个固定床吸附器，在吸附器内，吸附剂对混合气体中的特定组分进行吸附，其他组分则通过吸附器未被吸附，从而分离出不同的组分。
随后，经过吸附器的气体混合物进一步经过一个旋转流床吸附器进行吸附，使得吸附剂上已被吸附的组分往回流动，以增加吸附效果。
二级错流吸附相对于传统吸附技术具有以下优点：
1. 分离效果更好：通过两次吸附器的反复吸附循环，吸附效果更佳，可以实现更高的分离效率。
2. 节省能源：旋转流床吸附器可以利用气体流动产生的压降作为驱动力，省去了额外的能源消耗。
3. 适用范围广：可以处理不同组分和浓度的气体混合物，并且适用于高温、高压和易燃易爆的气体。
总的来说，二级错流吸附是一种高效的气体分离技术，广泛应用于化工、石化、环保等行业，在提高气体分离效率和节约能源方面有着明显的优势。
吸附分离原理
吸附分离原理
吸附分离是一种常用的分离技术，其原理基于物质在固体表面上的吸附作用。
在吸附分离过程中，固体材料通常被称为吸附剂，而待分离的物质则被称为吸附质。
吸附分离的基本原理是根据物质在固体表面与周围环境的相互作用力的不同来实现分离。
吸附剂通常具有一定的活性位点或孔隙结构，可以吸附吸附质分子。
吸附剂与吸附质之间的相互作用力可以是物理吸附或化学吸附。
物理吸附是由于吸附剂表面静电相互作用力、范德华力等引起的，通常是可逆的吸附过程。
化学吸附是由于吸附剂表面与吸附质之间发生化学反应而产生的吸附力，一般是不可逆的吸附过程。
在吸附分离过程中，吸附质在与吸附剂接触后会被吸附到吸附剂表面上，从而与其他物质分离开来。
分离的效果取决于吸附剂的选择以及吸附质与吸附剂之间的亲和力。
吸附分离技术在许多领域都有应用，包括化学工程、环境工程、生物技术等。
通过选择合适的吸附剂和调节吸附条件，可以实现对不同物质的分离纯化，提高产品的纯度和质量。
总之，吸附分离是一种基于物质在固体表面上的吸附作用实现分离的技术。
它在实际应用中具有广泛的用途，是一种有效的分离手段。
二氧化碳的吸附分离
原料气中的一氧化碳在吸收剂选择吸附环境时被吸附。
氢、氮等不易吸附的成分，从吸附床出口作为净化气出口。
减压时，吸附的二氧化碳被吸附分析，吸收剂通过抽真空再生。
选用四个〔或几个)吸附床循环一般吸附压力为0.711l.3MF'a,净化气中二氧化碳含量为4.2"}r，用于去除转换气中的二氧化碳。
(2)环r矾法。
由环r}一二异丙醇胺一水溶液吸收二氧化碳的方法二环r},枫一胺混合物吸收二氧化碳是物理和化学牛的结合。
溶液吸收压力从略高于大气压到7MP},富液吸收二氧化碳后，通过减压（接近常压）加热再生，溶液释放吸收的二氧化碳，再生溶液冷却后送至吸收塔。
净化气、卜二氧化碳含量可降至50%mgIm3以下。
用于去除转换气中_氧化碳。
(3)羟基毗咯烷酮法。
用IV-2-羟基毗咯烷酮(I~`MP)作为溶剂去除气体中二氧化碳的方法之一，I~'MP溶剂在加压下吸收气体中的二氧化碳，吸收二氧化碳后的富液闪蒸回收氢，然后溶剂降至常压，再生塔中用气体或氮气提取溶剂进一步释放吸收_氧化碳。
再生溶剂回收后，吸收压力一般为3.617MPa。
可选择脱硫化氢。
净化气中匕氧化碳含量一般为29h--3},硫化氢4mlIrn3、净化度高时，净化气中二氧化碳含量可降低至lOmllm'。
用于从高压天然气或合成气中去除大量二氧化碳。
丁}3甲基二乙醇胺法。
用30%一5U%的.}T-甲基二乙醇胺(r}t}}A)溶液吸收二氧化碳的方法。
反应是可逆反应.，富掖吸收二氧化碳后，通过减压、加热、释放二氧化碳，溶液获得再生.为了加快吸收和再生速度，在溶液中添加人类活性剂，称为改进VIIJFA法。
二氧化碳含量可降低到净化气中Cn.?0In，除热钾碱法川是去除合成氨转换气中二氧化碳的方法之一。
使用25个方法！}--30%的热碳酸钾溶液吸收气体中的乙氧化碳，急反应为；iC}('f7:十t'(72H}<);-.-.=ZKNC:O,,吸收几氧化碳后的热钾碱溶液通过减压加热再生，济液释放吸收的二氧化碳。
气体分离的原理
气体分离的原理概述气体分离是一种将混合气体中的组分分离出来的过程，它在许多领域都有重要的应用，如天然气处理、空分、化工生产等。
本文将介绍气体分离的原理以及常见的分离方法。
分离原理气体分离的原理基于物理和化学各自的特性，如气体分子的大小、形状、极性等。
常见的气体分离原理包括渗透、吸附、膜分离、化学反应等。
1. 渗透分离渗透分离是利用不同气体分子的渗透速率差异来实现分离的方法。
在一个渗透膜中，较小分子的渗透速率比较大，因此可以通过加压或降压的方式将较小分子从混合气体中分离出来。
2. 吸附分离吸附分离是利用吸附剂对气体分子的吸附选择性来实现分离的方法。
吸附剂可以是固体、液体或者半固体，通过调节吸附剂的性质和操作条件，使得目标气体能够被吸附，而其他气体则被排除。
3. 膜分离膜分离是指利用半透膜对气体分子的选择性渗透来实现分离的方法。
半透膜可以是有机膜、无机膜或者聚合物膜，通过控制温度、压力和成膜材料的选择，可以将目标气体从混合气体中分离出来。
4. 化学反应化学反应分离是指利用气体分子的化学反应性质来实现分离的方法。
通过选取适当的反应物和反应条件，使得目标气体能够在反应中转化成其他物质，从而实现分离。
分离方法气体分离可以通过多种方法进行，下面将详细介绍几种常见的分离方法。
1. 常压吸附分离常压吸附分离是指在常压下通过吸附剂将目标气体分离出来的方法。
常见的吸附剂有活性炭、沸石等，可以通过调节温度和吸附时间来实现对目标气体的选择性吸附。
2. 压力吸附分离压力吸附分离是指在一定压力下通过吸附剂将目标气体分离出来的方法。
通过调节压力和温度，可以控制吸附剂对不同气体分子的吸附选择性，从而实现分离。
3. 渗透分离渗透分离可以通过加压或者降压的方式实现，其原理是根据不同气体分子的渗透速率差异将气体分离出来。
常见的渗透分离方法有压力摇摆吸附、压力变化吸附等。
4. 膜分离膜分离是通过半透膜将混合气体分离成纯净气体和残余气体的方法。
分离工程4-2 固定床吸附分离
一、固定床吸附流程
图9-9 固定床吸附干燥器流程图
• 优点：
– 结构简单 – 造价低 – 吸附剂磨损少
• 缺点：
– 间歇 – 需配有备用设备 – 总吸附剂用量很大
– 静止床层的传热性差，再生时要将床层加热 升温很不容易，而吸附时所产生的吸附热要 传出去也很不容易
二、吸附剂的活性、吸附负荷曲线与透 过曲线
3) 对相同吸附质，由于吸附剂不同，所得 的透过曲线亦不相同。（图9-18）
4) 随着吸附剂使用周期的增加，透过曲线 形状亦变异，到吸附剂已劣化，其透过 曲线逐渐延长。（图9-19）
三、吸附等温线对固定床传质区和吸附波 的影响
Z
u
C
1
1
f '(C)
一、移动床
1. 移动床吸附器的工作原理
整个吸附塔按不同物料的进出口位置, 分成四个作 用不同的区域
(1) ab段 (2) bc段 (3) cd段 (4) da段
A吸附区 B脱附区 A脱附区 D部分脱附区
2. 移动床吸附器
吸余液B+D
进料
A+B
吸取液
A+D
脱附剂
D
B+D
（进料A+B，A为主产物，脱附剂D）
3. 透过曲线
吸附负荷曲线可以反映出固定床层内的 吸附情况，但床层内吸附质的浓度比较难测 定，工程上一般采用固定床层出口处流出物 中吸附质的浓度来表示吸附过程的进行情况。 所 绘 得 的 曲 线 称 为 透 过 曲 线 (breakthrough curve)。
(1) 透过曲线的标绘
一般透过曲线是以流出物中吸附质的浓度 C为纵坐标，以时间（较多见）或流出物 的体积为横坐标标绘的。
混合气体中除氧气的方法化学-概述说明以及解释
混合气体中除氧气的方法化学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述混合气体中除氧气是一项重要的化学技术。
在许多工业和实验领域，需要将混合气体中的氧气去除，以满足特定的需求。
除氧气的方法化学探索了吸附法和分离法两种主要的技术途径。
吸附法是一种通过将混合气体通过吸附剂，利用吸附剂与气体分子之间的吸附作用力，吸附和去除氧气的方法。
吸附剂通常是具有较大的表面积和孔隙结构的材料，如活性炭或分子筛等。
吸附法的优点在于操作简便，设备成本较低，对气体组分选择性较好。
然而，吸附剂饱和后需要再生，且吸附剂的选择和再生过程均影响着其去氧效果和循环使用性。
分离法则是通过利用混合气体中不同组分在物理或化学性质上的差异，分离并去除氧气的方法。
常见的分离方法包括膜分离、液体吸收和压力摩尔分数法等。
膜分离利用材料膜的选择性通透性。
液体吸收则是通过将混合气体与吸收剂接触，利用吸收剂对氧气的溶解性将其去除。
压力摩尔分数法是在一定的温度和压力条件下，通过控制混合气体的通量和逆摩尔分数，实现氧气的分离。
分离法的优点在于对各种气体的选择性较好，去氧效果较稳定。
然而，操作复杂度较高，成本较高，并且对流量和温度等条件要求较为严格。
本文将重点讨论吸附法和分离法这两种主要方法，并对它们的优缺点进行分析和比较。
通过对混合气体中除氧气的方法进行深入研究，我们可以更好地理解和应用这些技术，为实际应用提供参考和指导。
此外，我们还将展望这些方法的发展前景，探索更高效、更经济、更环保的除氧气方法的可能性。
文章结构部分的内容可以编写如下：1.2 文章结构本文将围绕混合气体中除氧气的方法展开深入的研究和讨论。
首先，在引言部分概述了本文的研究背景和重要性，以及混合气体中除氧气的应用领域。
接着，本文将分为两个主要部分进行论述。
第一部分是方法一：吸附法。
在该部分中，将详细介绍吸附法的原理、操作步骤和实验结果。
同时，我们将分析吸附法的优点和局限性，探讨其在混合气体中除氧气方面的应用前景。
二氧化碳的回收分离工艺
现代经济信息394二氧化碳的回收分离工艺杨 磊 国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心摘要：本文具体介绍了二氧化碳的回收分离工艺，包括低温分离工艺、吸收分离工艺、膜分离工艺和吸附分离工艺等，并具体分析了各种回收分离工艺的优缺点、应用现状和未来应用的发展趋势。
关键词：二氧化碳；回收；分离；环保中图分类号：X701.7 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2017)022-0394-01目前，工业上的二氧化碳回收分离工艺主要包括低温分离工艺、吸收分离工艺、膜分离工艺和吸附分离工艺等[1]。
一、低温分离法低温分离法通过低温压缩二氧化碳，使其从其它气体中分离出来，是一种物理分离方法，常用于高浓度二氧化碳的液化和净化。
低温分离法冷却过程耗能，将温度降到二氧化碳凝固点(-56.6 ℃)以下，在实际操作的大多数情况下并不可行。
若二氧化碳是混合气体中唯一可以被压缩的气体，它的蒸汽压即为其低温时的气相分压。
可行的方法是将二氧化碳压缩成超临界流体，然后经过蒸馏(相关能量消耗低)，再气相回收能量[2]。
二氧化碳的临界温度和三相点分别为31.1 ℃(73.8 atm)、-56.6 ℃(5.1 atm)。
选这种方法的优点是二氧化碳的回收率高，且进料条件合适时可能直接得到液态二氧化碳产物。
因此，低温分离法常用于特殊场合并作为一个辅助过程和二氧化碳捕集工艺相结合。
二、吸收分离法吸收分离法是通过吸收剂溶液洗涤混合气体进而实现二氧化碳分离的方法。
根据吸收原理不同，吸收分离又可以分为物理吸收法和化学吸收法。
对于物理吸收法，其过程遵循亨利定律，即较高的压力和较低的温度有利于二氧化碳吸收。
物理吸收法对吸收剂有下列要求：对二氧化碳有良好的溶解性、选择性高、无腐蚀、无毒性、沸点高、稳定性强。
工业上，常选用甲醇[3]，N-甲基-2-吡咯烷酮和聚乙二醇二甲醚作为物理吸收法的吸收剂。
化学吸收法中常用的吸收剂有碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠以及醇胺类的单乙醇胺(MEA)、二异丙醇胺、二乙醇胺(DEA)、甲基乙醇胺(MDEA)和三乙醇胺(TEA)。
废气中CO2脱除工艺
废气中CO2脱除工艺探讨摘要：本文介绍了废气中二氧化碳脱除的几种主要工艺，即吸收分离法、吸附分离法、膜法、低温蒸馏法、o2/co2 循环燃烧法，并阐述了各自的原理、工艺流程、主要操作条件、工艺特点及适用对象与条件。
关键字：co2；脱除工艺；废气co2的存在给气体的输送和深加工带来许多危害。
首先，co2的含量过高会降低气体的热值和管输能力；其次，如果co2的含量过高，低温时，它会成为固相（即干冰）析出，从而堵塞管道；第三，co2腐蚀也是一个不容忽视的严重问题。
在水溶液存在的情况下，气体中的co2会对设备、管道造成严重的腐蚀。
1废气中co2主要脱除工艺的原理、工艺流程及主要操作条件从废气中分离回收co2的技术主要有吸收分离法、吸附分离法、膜法、低温蒸馏法、o2/co2 循环燃烧法等。
1.1吸收分离法按照吸收分离原理的不同，又可分为物理吸收法和化学吸收技术。
物理吸收法的原理是利用各组分在溶剂中的溶解度随着压力、温度变化的原理来进行分离，从而达到分离处理二氧化碳的目的。
在整个吸收过程中不发生化学反应，因而消耗的能量要比化学吸收法要少，通常物理吸收法中吸收剂吸收二氧化碳的能力随着压力增加和温度降低而增大，反之则减小。
物理吸收法由于co2在溶剂中的溶解服从亨利定律，因此这种方法仅适用于co2分压较高的条件下。
化学吸收法的原理主要是采用碱性溶液对co2气体进行溶解分离，然后通过脱吸分离出co2气体，同时对溶剂进行再生的过程。
典型的化学吸收溶剂主要有钾碱或钠碱、氨水、醇胺类水溶液（如mea、dea和mdea等） [6]。
化学吸收法工艺流程是使烟气和吸收液在吸收塔内发生化学反应，co2 被吸收至溶剂中形成富液，富液进入解析塔加热分解出二氧化碳，吸收与脱吸交替进行，从而实现二氧化碳的分离回收。
化学吸收法根据化学吸收剂种类的不同，化学吸收法可以分为以下几种工艺：（1）胺类吸收法以乙醇胺类作吸收剂的方法有mea法（一乙醇胺）、dea法（二乙醇胺）及mdea（n-甲基二乙醇胺）法等。
吸附分离原理
吸附分离原理吸附分离原理是指通过吸附剂与待处理物质之间的吸附作用，将混合物中的不同组分分离开来的一种分离技术。
它在实际应用中具有广泛的用途，可以用于废水处理、气体净化、分离纯化等多个领域。
本文将从理论原理、应用案例以及技术发展等方面进行探讨。
一、理论原理吸附分离原理的核心在于吸附剂对待处理物质的选择性吸附作用。
吸附剂通常是多孔性材料，具有较大的比表面积和一定的化学活性。
当混合物中的组分通过吸附剂时，各组分根据其与吸附剂的相互作用力不同而被吸附在材料表面上。
这些组分在吸附剂上停留的时间也不同，从而实现了分离作用。
吸附分离的选择性取决于吸附剂和待处理物质之间的相互作用力。
常见的吸附作用力包括物理吸附和化学吸附。
物理吸附是由于吸附剂和待处理物质之间的范德华力而产生的，通常在低温和高压下易发生。
而化学吸附则是由于吸附剂和待处理物质之间的化学键形成而产生的，具有较高的选择性和较强的化学稳定性。
二、应用案例1. 废水处理吸附分离技术被广泛应用于废水处理中，用于去除废水中的有机物和重金属离子等污染物。
例如，活性炭常被用作吸附剂，通过物理吸附将有机物质吸附在活性炭表面，达到净化水体的目的。
此外，离子交换树脂也常用于去除废水中的重金属离子，通过化学吸附将离子交换树脂上的离子与废水中的金属离子进行置换，实现分离和回收。
2. 气体净化吸附分离技术也广泛应用于气体净化领域，用于去除有毒气体、恶臭气体和挥发性有机物等。
例如，活性炭可以吸附有机气体分子，净化空气中的污染物。
此外，分子筛和硅胶等材料也常用于去除水分和溶剂蒸气等。
3. 分离纯化吸附分离技术在分离纯化领域具有重要应用，可用于分离提取天然产物中的有效成分，或者从混合溶液中提取目标化合物。
例如，吸附层析技术常用于药物分子的纯化，通过合适的吸附剂选择和条件设置，将目标化合物与混合物中的其他成分分离开来。
三、技术发展随着科学技术的进步，吸附分离技术得到了不断的发展和创新。
吸附分离原理
吸附分离原理吸附分离是一种常用的化学工程技术，广泛应用于气体和液体的分离、净化和提纯等领域。
根据不同的吸附剂和被吸附物的性质，吸附分离原理可以分为物理吸附、化学吸附、离子交换、分子筛和配位体交换等几种类型。
本文将对这几种吸附分离原理进行详细阐述。
1.物理吸附物理吸附是指吸附剂通过物理作用力将气体或液体分子吸附在其表面上的过程。
这种作用力包括范德华力、氢键和静电引力等。
物理吸附通常是在温度和压力变化的情况下发生的，因此在实际应用中，物理吸附分离常常采用变压或变温的方法来实现。
2.化学吸附化学吸附是指被吸附物与吸附剂表面发生化学反应，形成化学键或配位键，从而被吸附在表面上的过程。
化学吸附通常需要在一定的温度和压力条件下进行，并且需要使用特定的吸附剂。
与物理吸附相比，化学吸附具有更高的选择性和吸附强度，因此在某些特定的分离过程中，化学吸附分离具有更高的效率。
3.离子交换离子交换是指通过离子交换剂将溶液中的离子吸附在其表面上的过程。
离子交换剂通常是一些具有高离子交换容量的物质，如树脂、沸石等。
离子交换过程中，离子通过静电相互作用被吸附在离子交换剂的表面上，从而实现离子的分离和净化。
离子交换技术在水的软化和除盐、放射性废液的处理等方面得到了广泛应用。
4.分子筛分子筛是一种具有分子级别孔径的晶体物质，它可以实现对气体和液体的分离、纯化和精制等。
分子筛的孔径可以通过选择不同的合成条件和合成原料进行调整，因此分子筛在分离过程中具有很高的选择性和分离效率。
分子筛的吸附分离过程主要是基于分子尺寸和形状的差异来实现的，因此分子筛在分离过程中具有良好的立体选择性。
5.配位体交换配位体交换是指利用配位体与被吸附物之间的配位作用来实现吸附分离的过程。
配位体是一种具有孤电子对的有机物或无机物，它可以与金属离子或原子形成稳定的配合物。
在配位体交换过程中，配位体通过与金属离子或原子形成配合物，从而将金属离子或原子从溶液中吸附在配位体表面上，实现金属离子的分离和纯化。
化工原理中分离的方法
化工原理中分离的方法化工原理中常用的分离方法有物理分离和化学分离两大类。
物理分离方法是通过改变物质的物理性质来实现分离，常用的物理分离方法包括：1. 过滤分离：通过过滤器将固体颗粒从混合物中分离出来。
例如，通过滤纸、滤网等进行过滤。
2. 蒸馏分离：利用物质的沸点差异进行分离的方法。
例如，将混合液加热至其中某一种物质的沸点，使其蒸发，然后冷凝回收。
3. 结晶分离：根据物质的溶解度差异，通过溶解和结晶的反复操作实现分离。
例如，将溶解有多种物质的溶液慢慢蒸发，使其中一种物质结晶出来，再通过过滤或离心分离出固体晶体。
4. 吸附分离：利用物质对吸附剂的亲和力差异进行分离。
例如，将混合物与吸附剂接触，使其中一种物质被吸附在吸附剂上，而其他物质则得以分离。
5. 离心分离：通过快速旋转离心机，利用杂质的密度差异将其从混合物中分离出来。
例如，将混合溶液放入离心机中，经过高速旋转，使较重的固体或液体沉淀在离心管底部，而较轻的液体则上浮至离心管顶部。
化学分离方法是利用一些物质在化学反应中的差异以实现分离。
常见的化学分离方法包括：1. 水解分离：利用化学反应将混合物中的某一种物质转化成易于分离的形式。
例如，将某一种化合物水解成无害的物质，再通过过滤或其他方法分离出来。
2. 化学吸附分离：利用物质对某种特定反应物的亲和力差异进行分离。
例如，加入一种特定的试剂到混合物中，使其中一种物质与试剂发生反应生成易于分离的产物。
3. 化学沉淀分离：通过加入一种适当的沉淀剂，使混合物中某一种物质沉淀下来，再通过过滤等方法分离出固体沉淀物。
4. 萃取分离：利用两相系统的溶解度差异将混合物中的组分分离。
例如，将混合溶液与适宜的溶剂接触，使其中一种物质更易溶于溶剂，然后将两相分离。
在实际工业生产中，常常需要使用多种分离方法的组合，以达到更高的分离效果。
同时，在进行分离时还要考虑到经济性、环保性等方面的因素，选择合适的分离方法。
吸附分离技术
（3）溶液的pH值 由于溶液的pH值直接决定树脂交换基团及交 换离子的解离程度，进而影响树脂对交换的选择 性和吸附容量。对于强酸、强碱性树脂，溶液pH 主要左右交换离子的解离度，决定它带何种电荷 以及电荷量，决定被树脂吸附或吸附的强弱。对 于弱酸、弱碱性树脂，溶液的pH还是影响树脂解 离程度和吸附能力的重要因素。但过强的交换能 力有时会影响到交换的选择性，同时增加洗脱难 度。
应用： 用于分离蛋白质、酶等大分子的生物活性物 质。 缺点： （1）强度较差，流速低； （2）强酸、强碱容易破坏天然多糖的结构； （3）易污染，易被微生物降解。
离子交换剂的类型
强阳 弱阳 强阴 弱阴
阳离子交换剂 离子交换剂 阴离子交换剂
阳离子交换剂
能与阳离子进行交换的离子交换剂。
强阳（强酸性）离子交换剂 活性基团是磺酸基团（-SO3H）或次甲基磺酸 基团-(CH2)2SO3H。都是强酸性基团，其电离程度 大且不受溶液pH的影响，当pH值在1-14范围内时， 均能进行离子交换反应。
顺序号 骨架代号 分类代号 大孔型代号
1 ~ 100 为强酸性阳离子交换树脂 101 ~ 200为弱酸性阳离子交换树脂 201 ~ 300为强碱性阴离子交换树脂 301 ~ 400为弱碱性阴离子交换树脂
如：001 7是凝胶型苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂，交联度7%； D201是大孔型苯乙烯系季胺 I 型强碱性阴离子交换树脂
中和： R-N+(CH3)3OH- + H+ClR-N+(CH3)3Cl- + H2O 中性盐分解： R-N+(CH3)3OH- + Na+ClR-N+(CH3)3Cl- + Na+OH复分解： R-N+(CH3)3Cl- + Na2SO42R[N+(CH3)3]2SO42- + 2Na+Cl主要用于制备无盐水（除去SiO2-、CO32-等弱 酸根）及卡那霉素、巴龙霉素、新霉素等的精制。
吸附分离技术
概
述
吸附分离是一门古老的学科。
人类对吸附的认识和应用可以追溯到2000年 以前远古时代, 在马王堆古墓出土文物中人 们就发现古人用木炭来防水吸潮。说明当时 人们已经了解到木炭具有很强的吸附作用。
50年代以前，吸附剂种类少（活性炭，硅藻 土和酸性白土），且吸附性能差，人们对吸 附的知识还停留在直接开发使用上，应用叶 只限于脱色，脱臭和防潮用，吸附分离技术 一直以辅助的作用出现在化工单元操作中。
吸附原理和吸附剂 吸附剂及其性能在吸附分离中起关键作用： 吸附剂条件： • 多孔，比表面积大，对吸附质有较高的吸附 能力，在这主要指内表面，外表面一般没有吸附 能力 • 有高的选择性，对不同吸附质要有选择性的 吸附作用 • 能再生和使用次数多 • 有足够的机械强度 • 化学性质稳定 • 价格合理
吸附原理和吸附剂
利用微孔扩散性质进行分离 : 气体在多孔固体中扩散速 率与气体性质，吸附剂性质，以及孔径大小有关，利用 扩散速率的差别可以将混合物进行分离，例如空气中氧 和氮在碳分子筛上的平衡吸附量大体相当，且两种分子 大小都小于碳分子筛的孔径，但氧分子的动力学直径要 小于氮分子的动力学直径，引而氧能以较快的速度进入 分子筛孔隙被吸附，氮的速率则相对较慢，两组分得到 分离。 微孔中的凝聚 : 多孔固体周围的可凝气体在与其孔径对 应压力下在附近吸附剂微孔中凝聚，利用活性炭吸附工 业中工业废气中有机物属于微孔凝聚。
吸附层数 可逆性
多层吸附 可逆
吸附原理和吸ห้องสมุดไป่ตู้剂
物理吸附、化学吸附判断： • 根据吸附热大小 化学吸附热大，H2(62.8 kJ/mol)， CO2(83.7 kJ/mol)；物 理吸附热小，H2(8.37 kJ/mol)， CO2(25.12 kJ/mol)； • 看吸附是不是有高度专属性，化学吸附有专属性和高 度选择性，只对特定气体吸附；物理吸附则没有，对 气体均有吸附性，只是吸附量大小问题。 • 看吸附速率和吸附量受温度影响规律，化学吸附速率 随温度升高而加快，而且吸附量增加；物理吸附速率 受温度影响小，吸附量随温度增加而降低。
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第二章 吸附分离功能高分子材料
（2）中极性吸附树脂 这类树脂的分子结构中存在酯基等极性基团，树 脂具有一定的极性。 （3）极性吸附树脂 分子结构中含有酰胺基、亚砜基、腈基等极性基 团，这些基团的极性大于酯基。 （4）强极性吸附树脂 强极性吸附树脂含有极性很强的基团，如吡啶、 氨基等。
第二章 吸附分离功能高分子材料
大孔树脂 中国医学科学院药物研究所植化室试用大孔吸附 树脂对糖、生物碱、黄酮等进行吸附，并在此基础上 用于天麻、赤勺、灵芝和照山白等中草药的提取分离， 结果表明大孔吸附树脂是分离中草药水溶性成分的一 种有效方法。
第二章 吸附分离功能高分子材料
2.2 离ห้องสมุดไป่ตู้交换树脂和吸附树脂的结构
2.2.1 离子交换树脂的结构 离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网
第二章 吸附分离功能高分子材料
各类离子交换树脂的具体编号为： 001—099 强酸型阳离子交换树脂 100—199 弱酸型阳离子交换树脂 200—299 强碱型阴离子交换树脂 300—399 弱碱型阴离子交换树脂 400—499 螯合型离子交换树脂 500—599 两性型离子交换树脂 600—699 氧化还原型离子交换树脂
第二章 吸附分离功能高分子材料
吸附树脂内部结构很复杂。从扫描电子显微镜下 可观察到，树脂内部像一堆葡萄微球，葡萄珠的大小 约在0.06～0.5μm范围内，葡萄珠之间存在许多空 隙，这实际上就是树脂的孔。研究表明葡萄球内部还 有许多微孔。葡萄珠之间的相互粘连则形成宏观上球 型的树脂。正是这种多孔结构赋予树脂优良的吸附性 能，因此是吸附树脂制备和性能研究中的关键技术。
离子交换脱盐设备，主要用于纯水和高纯水的制备。
离子交换设备适用于医药、化工、电子、涂装、饮 料及高压锅炉给水等诸多工业部门。
第二章 吸附分离功能高分子材料
基于离子交换树脂，还引申发展了离子交换纤维、 螯合树脂、聚合物固载催化剂、高分子试剂、固定化 酶等一些功能高分子材料。
离子交换纤维的基本特点与离子交换树脂相同， 但外观为纤维状，并还可以不同的织物形式出现，如 中空纤维、纱线、布、无纺布、毡、纸等。
第二章 吸附分离功能高分子材料
离子交换树脂发展史上的另一个重大成果是大孔 型树脂的开发。20世纪50年代末，国内外包括我国的 南开大学化学系在内的诸多单位几乎同时合成出大孔 型离子交换树脂。 大孔型离子交换树脂具有机械强度高、交换速度 快和抗有机污染的优点，因此很快得到广泛的应用。
第二章 吸附分离功能高分子材料
1944年，磺化苯乙烯-二乙烯苯共聚物离子交换树 脂及交联聚丙烯酸树脂的问世，奠定了现代离子交换 树脂的基础。
第二章 吸附分离功能高分子材料
此后，Dow化学公司(美国) 开发了苯乙烯系磺酸 型强酸性离子交换树脂并实现了工业化；
Rohm & Hass公司研制了强碱性苯乙烯系阴离子 交换树脂和弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。这些离 子交换树脂除应用于水的脱盐精制外，还用于药物提 取纯化、稀土元素的分离纯化、蔗糖及葡萄糖溶液的 脱盐脱色等。
2.4 离子交换树脂的命名
我国前石油化学工业部于1977年7月l日正式颁布 了离子交换树脂的部颁标准HG2-884-886-76《离子交 换树脂产品分类、命名及型号》。 这套标准中规定，离子交换树脂的全名由分类名 称、骨架（或基团）名称和基本名称排列组成。
第二章 吸附分离功能高分子材料
离子交换树脂的基本名称为离子交换树脂。凡分 类中属酸性的，在基本名称前加“阳”字；凡分类中 属 碱性的，在基本名称前加“阴”字。此外，为了区别 离 子交换树脂产品中同一类中的不同品种，在全名前必 须加型号。
第二章 吸附分离功能高分子材料
2.1 吸附分离功能高分子的发展简史 2.2 离子交换树脂和吸附树脂的结构 2.3 离子交换树脂和吸附树脂的分类 2.4 离子交换树脂的命名 2.5 离子交换树脂的制备方法 2.6 离子交换树脂和吸附树脂的应用 *
第二章 吸附分离功能高分子材料
2.1 吸附分离功能高分子的发展简史
状高分子材料，其外形一般为颗粒状，不溶于水和一
般的酸、碱，也不溶于普通的有机溶剂。常见的离子 交换树脂的粒径为0.3～1.2mm。一些特殊用途的离子 交换树脂的粒径可能大于或小于这一范围。
第二章 吸附分离功能高分子材料
图 2-1 聚苯乙烯型阳离子交换树脂的示意图
第二章 吸附分离功能高分子材料
从图中可见，树脂由三部分组成：三维空间结构 的网络骨架；骨架上连接的可离子化的功能基团；功 能基团上吸附的可交换的离子。 强酸型阳离子交换树脂的功能基团是—SO3-H+， 它可解离出H+，而H+可与周围的外来离子互相交换。 功能基团是固定在网络骨架上的，不能自由移动。由 它解离出的离子却能自由移动，并与周围的其他离子 互相交换。这种能自由移动的离子称为可交换离子。
第二章 吸附分离功能高分子材料
2.2.2 吸附树脂的结构 吸附树脂的外观一般为直径为0.3～1.0 mm的小圆 球，表面光滑，根据品种和性能的不同可为乳白色、 浅黄色或深褐色。吸附树脂的颗粒的大小对性能影响 很大。粒径越小、越均匀，树脂的吸附性能越好。但 是粒径太小，使用时对流体的阻力太大，过滤困难， 并且容易流失。粒径均一的吸附树脂在生产中尚难以 做到，一般具有较宽的粒径分布。
x=0 x=1 x=2 x=3 x=4 x=5 x=6
第二章 吸附分离功能高分子材料
表2—3 离子交换树脂骨架分类编号 编号(y) 0 1 2 3 4 骨架分类 聚苯乙烯系 聚丙烯酸系 酚醛树脂系 环氧树脂系 聚乙烯吡啶系
离子交换树脂的应用：
如电镀废水中含有大量有毒的金属氰化物， Fe(CN)63-，Fe(CN)64-等，用抗有机污染力强的 聚丙烯酰胺系阴离子交换树脂处理后，可使金属 氰化物的含量降至10ppm以下。
第二章 吸附分离功能高分子材料
离子交换树脂可以使水不经过蒸馏而脱盐，既简
便又节约能源。带有磺酸基和氨基的酚醛树脂很快就 实现了工业化生产并在水的脱盐中得到了应用。
吸附分离功能高分子主要包括： 离子交换树脂(ion exchang resin——IER) 吸附树脂（adsorb—resin—AR）。
从广义上讲，吸附分离功能高分子还应该包括高 分子分离膜材料。但由于高分子分离膜在材料形式、 分离原理和应用领域有其特殊性，因此将在第三章中 详细介绍。
第二章 吸附分离功能高分子材料
第二章 吸附分离功能高分子材料
2）大孔型离子交换树脂 针对凝胶型离子交换树脂的缺点，研制了大孔型 离子交换树脂。大孔型离子交换树脂外观不透明，表 面粗糙，为非均相凝胶结构。即使在干燥状态，内部 也存在不同尺寸的毛细孔，因此可在非水体系中起离 子交换和吸附作用。大孔型离子交换树脂的孔径一般 为几纳米至几百纳米，比表面积可达每克树脂几百平 方米，因此其吸附功能十分显著。
60年代后期，离子交换树脂除了在品种和性能等 方面得到了进一步的发展，更为突出的是应用得到了 迅速的发展。除了传统的水的脱盐、软化外，在分离、 纯化、脱色、催化等方面得到广泛的应用。 例如离子交换树脂在水处理以外的应用由80年代 以前占离子交换树脂总用量的不足10％增加到目前的 30％左右。
水质软化的钠离子交换器，主要用于中、低压锅炉 水处理。
第二章 吸附分离功能高分子材料
3）载体型离子交换树脂 载体型离子交换树脂是一种特殊用途树脂，主要 用作液相色谱的固定相。一般是将离子交换树脂包覆 在硅胶或玻璃珠等表面上制成。它可经受液相色谱中 流动介质的高压，又具有离子交换功能。 此外，为了特殊的需要，已研制成多种具有特殊 功能的离子交换树脂。如螯合树脂、氧化还原树脂、 两性树脂等。
第二章 吸附分离功能高分子材料
离子交换树脂的型号由三位阿拉伯数字组成。百 位数代表产品分类；十位数代表骨架结构；个位数字 为顺序号，用于区别离子交换树脂树脂中基团、交联 剂、致孔剂等的不同，由各生产厂自行掌握和制定。 对凝胶型离子交换树脂，往往在型号后面用“×”和 一个阿拉伯数字相连，以表示树脂的交联度（质量百 分数），而对大孔型树脂，则在型号前冠以字母“D”。 xyz×%
第二章 吸附分离功能高分子材料
（2）按树脂的物理结构分类
按其物理结构的不同，可将离子交换树脂分为凝 胶型、大孔型和载体型三类。
图2—2 不同物理结构离子交换树脂的模型
第二章 吸附分离功能高分子材料
1）凝胶型离子交换树脂 凡外观透明、具有均相高分子凝胶结构的离子交 换树脂统称为凝胶型离子交换树脂。这类树脂表面光 滑，球粒内部没有大的毛细孔。在水中会溶胀成凝胶 状，并呈现大分子链的间隙孔。大分子链之间的间隙 约为2～4nm。一般无机小分子的半径在1nm以下，因 此可自由地通过离子交换树脂内大分子链的间隙。在 无水状态下，凝胶型离子交换树脂的分子链紧缩，体 积缩小，无机小分子无法通过。所以，这类离子交换 树脂在干燥条件下或油类中将丧失离子交换功能。
第二章 吸附分离功能高分子材料
吸附树脂出现于上一世纪60年代，我国于1980年 以后才开始有工业规模的生产和应用。目前吸附树脂 的应用已遍及许多领域，形成一种独特的吸附分离技 术。由于结构上的多样性，吸附树脂可以根据实际用 途进行选择或设计，因此发展了许多有针对性用途的 特殊品种。这是其他吸附剂所无法比拟的。也正是由 于这种原因，吸附树脂的发展速度很快，新品种，新 用途不断出现。吸附树脂及其吸附分离技术在各个领 域中的重要性越来越突出。
第二章 吸附分离功能高分子材料
通过改变浓度差、利用亲和力差等，使可交换 离子与其他同类型离子进行反复的交换，达到浓缩、 分离、提纯、净化等目的。 阳离子交换树脂——解离出阳离子、交换阳离子的 阴离子交换树脂——解离出阴离子、交换阴离子的 按无机化学：阳离子交换树脂“高分子多元酸” 阴离子交换树脂“高分子多元碱” 离子交换树脂除了离子交换功能外，还具有吸附 等其他功能，这是与无机酸碱不同的。