吸附过程及危险性分析

吸附过程及危害分析
吸附是一些固体从流体混合物中选择性地将某些组分凝聚在其表
面的能力，使混合物中的组分彼此分离的单元操作过程。

吸附现象早已被人们发现和利用，长期以来，木炭和灰烬被用来
除湿和除臭气体和液体。

18世纪末在生产上已应用骨灰脱除糖水溶液
中的色素，20世纪20年代首次出现从气体中分离酒精和苯蒸气以及从天然气中回收
乙烷等碳氢化物的大型生产装置。

目前吸附分离广泛应用于化工、石油化工、医药、冶金和电子等工业部门，用于气体分离、干燥及空
气净化、废水处理等环保领域。

如常温空气分离氧氮，酸性气体脱除，从各种混合气体中分离回收H2、C02、CO、CH4、C2H4等气相分离；也
可从废水中回收有用成分或除去有害成分，石化产品和化工产品的分
离等液相分离。

吸附过程中选择的吸附剂活性炭和其他材料可能会由
于吸附热的积聚或空气进入吸附系统而导致活性炭自燃，进而引起系
统介质的燃烧。

吸附是一种界面现象，其作用发生在两个相的界面上。

例如活性
炭与废水相接触，废水中的污染物会从水中转移到活性炭的表面上。

气体或液体分子在固体物质表面的吸附称为吸附，其中具有一定吸附
能力的固体材料称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。

与吸附相反，组分脱离固体吸附剂表面的现象称为脱附(或解吸)。

与吸收—解吸过
程相类似，吸附—脱附的循环操作构成一个完整的工业吸附过程。

吸
附过程所放出的热量称为吸附热。

根据吸附剂之间吸附容量的差异，可以分为物理吸附与化学吸附。

物理吸附是指气体或液体分子与固体表面分子之间的力为分子间
力时产生的吸附，它是一种可逆过程。

吸附质分子和吸附剂表面分子
之间的吸附机理，与气体液化和蒸汽冷凝时的机理类似。

因此，吸附
质在吸附剂表面形成单层或多层分子吸附时，其吸附热比较低，接近
其液体的汽化热或其气体的冷凝热。

化学吸附是由吸附质和吸附剂表面原子之间的化学键引起的，即
在吸附质和吸附剂之间发生了电子转移、原子重排或化学键的破坏与
生成等现象。

因而，化学吸附的吸附热接近于化学反应的反应热，比
物理吸附大得多，化学吸附往往是不可逆的。

人们发现，同一种物质，在低温时，它在吸附剂上进行的是物理吸附；随着温度升高到一定程度，就开始产生化学变化，转为化学吸附。

大多数气体分离过程是物理吸附，只有少数情况如活性炭(或活性
氧化铝)上载铜的吸附剂具有较强选择性吸附CO或C2H4的特性，具有
物理吸附及化学吸附性质。