煤储层吸附解吸特征.ppt
《吸收与解吸》PPT课件演示教学
6-2-4 流率与温度的校正 用假定的流率与温度初值，逐级算出气相，液相
组分流率分布后，必须通过迭代计算对流率与温度假 设值不断加以修正，使之逐步逼近，最后达到收敛要 求，为避免同时修正诸变量的复杂性，采取流率与温 度分布校正的办法。 (1). 流率分布的校正
当用式(6-39)逐级计算出气相组分流率后，逐级 将组分流率值加和即得新一轮气相流率值：
(2). 假设vn(k), ln及Tn(Kn,i)初值。（k纪录迭代次数， 此时，k=0）。
(3). 计算An,i=ln/(vn(k) Kn,i)
(4). 用式(6-39)自第N级至第1级逐级算出全部vn,i及 ln,i。
(5). 计算新的
c
c
vn(k+1)= vn,i及 ln= ln,i(n=1,N )
当吸收剂中不含溶质时，相对吸收率等于吸收率。
表达了相对吸收率、平均吸收因子和理论板数 之间的关系。
15
φ
吸收因子（或解吸因子）图
16
平均吸收因子
有二种平均方法: (1)平均吸收因子法(低浓度吸收)
吸收因子法
(2)有效平均吸收因子法(高浓度吸收)
理论板数的直接求解
AN+1 - A =
AN+1 -1
v n+1 l n
n. +1 .
N
-l0 (A2A3AN+A3A4AN++AN+1) vN+1 A 1A2AN+A2A3AN++AN+1
原料气VN+1
（3-72）
LN吸收液
v N +1 - v1 v N +1
—吸收率；Aj—第j板上的吸收因子；N
吸收解吸操作PPT(第10单元)讲述
班级： 地点：仿真室 时间： 学时：4学时
化学工业出版社
工作情境引入
❖工作情境描述（借助视频和图片）
你作为刚刚定岗到脱碳工段的操作工。经过一段时间筹备，你已经顺利完 成了装置的开车工作。某一天同岗位其他人员需要离岗参加公司培训，你作为岗 位唯一一名在岗职工，需要独立完成装置 DCS 系统的正常运行。
解读任务单
作任务通知单 合成氨车间脱碳工段： 由于公司最近正在推行生产现场“6S”管理制度，贵工段除保留一名在岗操 作工外，其他人员必须参加公司的培训会。要求贵工段装置必须确保安全可靠 达产达效运行。
合成氨车间 2014-5-5
明确工作任务—解读工作页
编号
2015-1214-1
时 2015.12. 间 14
本任务难点： 关键控制系统的控制与调节 (串级）
方案评价分数Fra bibliotek组数 1完整、规范 无错误
20～15分
完整 不完整 错误较少 错误较少 15～10分 10～5分
不完整 错误较多 0～5分
2
3
4
5
教师点评
教师分组点评
微笑
鼓励
表扬
吸收解吸DCS系统正常工况维持 最佳小组
疑问解决最佳小组
化学工业出版社
知识或目标总结
本任务重点： DCS系统的正常控制技术
任务下达者
生产调度 处
任务负责 人
任务接收时 间
任务执行 者
吸收解吸现场操作工
要求完成时 间
任务等级 □一般 □重要 □紧急 □√非常重要 □非常紧急
任务名称 吸收解吸现场装置开车前的准备-技术准备
任务内容和要求： 吸收解吸装置DCS系统的正常运行
吸收与解吸.ppt
来自吸收 塔的富液
被吸收气体 C4出装置
14
系统压力平衡
1.2
吸 收 塔 吸收塔
自压
解吸塔
自压
储罐
0.5
解 吸 塔
常压(0)
储罐
15
主要控制参数
控制器位号 描述 正常值 单位
PIC1003
PIC1004 PIC1005
D102压力控制
T102塔顶压力控制 T102塔顶压力控制
1.2
0.55 0.50
3
马林液 吸收H2S
应用
气中的醋酸
3
4
小组讨论
4
启 示
精馏与吸收的区别 分离混合物
精馏 液体 混合物 气体 混合物
依据原理
不同组分沸点 或挥发度差异 不同组分在同 一吸收剂溶解 度不同
5
吸收
基本概念
富气：要进行分离的混合气体富含溶质
称为富气。 贫气：被吸收后剩余的混合气体称为贫
气，又称为惰性气体或载体。
手动打开 PV1005 至70％ 启用再沸 器 E105
塔顶温度 高于50℃
保持热循 环十分钟
FIC1008与 TIC1007投串级
TIC1007稳定 到102℃时
启动泵P102A 建立回流
20
进富气 打开V1E101 阀，启用冷 凝器E101 逐渐打开富 气进料阀 V1T101， 开始进富气 手动控制调 节阀PV1003 使压力恒定 在1.2Mpa
21
保持冷 循环五 分钟
T102液位 LIC1004≥50
为吸收塔 T101进C6
T101液位 LIC1001≥50
LIC1004设 定在50％， 投自动
手动打开 LV1004，向 D-101倒油
煤的吸附解吸曲线
煤的吸附解吸曲线通常指的是煤对气体（如甲烷）的吸附和解吸过程中的关系曲线。
这些曲线可以用于了解煤储层中甲烷的吸附和释放行为，这对于煤层气的开发和利用具有重要的意义。
煤的吸附解吸曲线通常包括以下关键参数和特性：
1. 吸附等温线：
- 描述在特定温度下，煤对气体的吸附量随着气体压力的变化而变化的曲线。
这反映了煤对气体的吸附能力。
2. 解吸等温线：
- 描述在特定温度下，已吸附的气体在气体压力减小的情况下从煤中解吸的曲线。
这反映了储层中甲烷的释放行为。
3. 吸附解吸等温线的斜率和形状：
- 吸附解吸等温线的斜率和形状反映了煤与气体相互作用的强度和方式。
曲线的形状和斜率的变化可以提供关于储层中气体吸附和解吸机理的信息。
4. 临界吸附压力：
- 描述气体在特定温度下开始吸附的最低压力。
这对于了解气体在储层中的启动吸附条件很重要。
这些曲线通常在实验室条件下通过吸附解吸实验测定。
研究煤的吸附解吸曲线有助于了解煤层气的形成、储存和释放机制，为煤层气资源的勘探和开发提供科学依据。
需要注意的是，实际煤层气储层的吸附解吸行为受到多种因素的影响，包括煤的孔隙结构、温度、压力等，因此煤层气勘探和开发中还需要考虑更多的地质和工程因素。
储层压力与吸附性资料课件
现场监测法
通过在储层现场安装监测设备，实时监测储层压力和吸附性 数据。
现场监测法是在储层现场安装各种监测设备，如压力计、温 度计、流量计等，通过实时监测储层压力和吸附性数据，获 取相应的资料。现场监测法具有实时性和可靠性的优点，但 需要建立完善的监测网络和维护体系。
04
储层压力与吸附性资料应用
油气藏评价
储层压力对吸附性的影响
储层压力对吸附性具有重要影响，随着压力的增加，吸附量通常会增大。
在储层中，随着压力的增加，气体或液体分子与岩石表面的接触更加紧密，从而增强了分子间 的相互作用，导致吸附量增加。这种现象在石油和天然气储层中尤为明显，因为这些储层的压 力较高，吸附量也相对较大。
吸附性对储层压力的影响
吸附性对储层压力的影响主要体现在压力的散布和变化上。
由于储层中存在吸附作用，岩石表面吸附的流体分子会在一定程度上占据储层空间，导致有效孔隙度减小，从而影响压力的 散布和变化。此外，当储层压力变化时，被吸附的流体分子可能会重新散布，进一步影响压力的变化。因此，在石油和天然 气勘探和开发过程中，需要考虑吸附性对储层压力的影响，以确保正确的工程设计和生产操作。
数值模拟法
利用数值计算方法模拟储层压力和吸 附性变化，生成相应的数据资料。
VS
数值模拟法是通过建立数学模型来描 述储层压力和吸附性变化的数值计算 方法。利用数值模拟软件，可以模拟 不同条件下储层压力和吸附性的变化 情况，生成相应的数据资料。数值模 拟法具有较高的效率和灵活性，但需 要建立准确的数学模型和参数设置。
案例二：某气田吸附性分析
总结词
吸附性是气田开发中的重要特性，通过对吸附性的分析，可以了解气体的吸附和解吸规律，优化开发 方案。
详细描述
实验五 煤储层的解吸特征【中国矿业大学《煤层气地质学》(傅教授课件)】
实验五煤储层的解吸特征煤储层的三元孔、裂隙结构决定了煤层甲烷解吸动力学的阶段性，在排水降压作用下，煤储层宏观裂隙内压降较快，显微裂隙、大孔隙次之，而微孔隙则压降缓慢。
当储层压力低于临界解吸压力以后，甲烷首先在宏观裂隙内开始解吸，然后依次是显微裂隙、大孔隙、微孔隙。
煤层甲烷不断由吸附相变成游离相。
解吸与吸附作用几乎是完全可逆的过程，同样可用Langmuir 等温吸附定理来描述。
当煤储层压力降低到一定程度，煤中被吸附的甲烷开始与微孔表面分离，这个过程叫解吸。
解吸是煤中吸附气由于储层压力降低而转变成游离气体的过程，在压降过程中，吸附/解吸动态平衡结果是造成吸附量减少。
煤储层解吸特性常用可解吸率或可解吸量和解吸速率来衡量，解吸总量由阶段解吸量组成，解吸速率往往采用吸附时间来定量表示。
一、解吸率与解吸量我国煤层气井和美国煤层气解吸资料由3部分构成，即逸散气量、解吸气量（解吸至一周内平均每天小于10cm3时为止）、残余气量。
逸散气量、解吸气量之和为可解吸量，其与总含气量之比称为可解吸率。
我国前期煤田地质勘探资料，瓦斯（煤层气）解吸资料多由四部分构成，即损失气量（V1）、现场两小时解吸量（V2）、真空加热脱气量（V3）和粉碎脱气量（V4）。
通常，将损失气量与解吸气量之和与总气量之百分比称为解吸率，解吸率与该深度下实际含气量的乘积称为解吸量。
沁水盆地中南部煤储层的解吸特性变化较大，煤层甲烷解吸率分布范围为15.6 ～68.0%（表5-5），平均为37.82%，其中，3煤解吸率、解吸量基本上随埋深增加而增大（图5-16）；15煤在埋深500m左右解吸率最高（图5-17）。
层域上，15煤解吸率、解吸量大于3煤，3煤平均解吸率为30.9%，15煤平均为37.8%，区域上，屯留、大宁解吸率最低，樊庄次之，但大宁、樊庄、屯留井田含气量大，二、吸附时间吸附时间表示甲烷通过煤基质块进入裂隙的扩散时间。
由罐装煤样解吸实验求得，定义为实测解吸气体体积累计达到总解吸气量（STP：标准温度、压力）的63%时所对应的时间。
实验四 煤储层的解吸特征【中国矿业大学《煤层气地质学》(傅教授课件)】
实验四 煤层气的解吸特征一、实验目的掌握解吸法测试煤层气含量的方法；掌握损失气（逸散气）的推算方法；掌握吸附时间的计算方法。
二、实验内容1.逸散气量（损失气量）的推算逸散气量（损失气量）与取心至样品密封解吸罐中所需时间有关, 取心、装罐所需时间越短, 则计算的逸散气量（损失气量）越准确。
当逸散气量（损失气量）不超过总含气量的20%时, 直接法所测的含气量比较准确。
解吸气和逸散气（损失气量）是煤层气的可采部分, 因此准确测定逸散气（损失气量）至关重要。
美国矿业局采用的直接法计算逸散气的理论依据是：煤体内的空隙是球形的, 且孔径的分布是单峰的, 气体在孔隙中的扩散是等温的且服从菲克第一定律, 所有孔隙中气体的初始浓度相同, 球体的边界处浓度为零。
则解吸最初几个小时释放出的气体与解吸时间的平方根成正比, 总的解吸量可由下式表示：01t t a V V ++=总式中: —总解吸量, ml ； —逸散气量, ml ；—系数； —解吸罐解吸时间, min ； —逸散时间, min 。
令 , 则上式写为:aT V V +=1总 其中实测解吸气量 。
由此在解吸气量与时间的平方根的图中（一般取前10个点）, 反向延长到计时起点, 即可估算出逸散气量（图4-1）。
图4-1 逸散气量的估算直接法的计时起点与钻井液类型有关, 对于气相或雾相取心, 假设取心筒穿透煤层即开始解吸, 损失时间（逸散时间）为取心时间、起钻时间和样品到达地面后密封在解吸罐中之前时间的总和。
对于清水取心, 假设当岩心提到距井口一半时开始解吸, 这种情况下, 损失时间为起钻时间的一半加上地面装罐之前的时间。
2.吸附时间的计算吸附时间通常由煤样的自然解吸实验（美国的直接法）来确定。
1）计算累计达到总解吸气量的63%时所对应的气体体积V 63%=总解吸气量（STP ）×63% 2）计算累计达到总解吸气量的63%时所对应的时间在煤样的自然解吸实验中找到该样品累计达到总解吸气量的63%时所在的时间区间t1和t2, 其所对应的累计解吸量为Vt1和Vt2, 则:121%63121)(t t t V V V V t t t --⨯-+=τ三、实验报告根据煤样的自然解吸实验（美国的直接法, 表4-1, 煤层段为清水钻进）推算损失气（逸散气）含量和计算吸附时间。
《吸收解吸》PPT课件
讨论上式：
—— HortonFranklin方程
1. 计算吸收率的普遍式； 2. 式中K= f（T、P、组成），而组成不知。
——计算难 3. 采用如下简化形式作简捷计算。
30
1.平均吸收因子法
假设：A1i A2i A3i Ai，均代入
vN 1 v1 v N 1
AN AN 1 A2 A AN AN 1 A 1
i
Ai N 1 Ai Ai N 1 1
被吸收量：vN 1 i 尾气量：vN （1 1 i）
37
4. 求L0
V
VN 1 V1 2
100 80.19 2
90.10
L
L0
（L0 2
19.81）
L0
9.905
已知：L V
0.5544
解得L0 40.05
38
3、计算步骤总结
已知： VN 1, yN 1, P,T , x0 ,关
v N 1 v0
(4-24)
32
当N 时：
AN 1 A AN 1 1
A
A11 A 1
1
1 A A 1
第四章 煤储层压力及吸附
第四章煤储层压力及吸附/解吸特征煤层气以游离、吸附、固溶和溶解多种状态赋存于煤储层中。
其中吸附状态是煤层气最主要的赋存形式，储层压力是控制煤层吸附气量的最关键因素。
第一节煤储层压力一、定义煤储层通常受到三个方向的应力作用：垂直主应力，近似于上覆岩层的重量；两个相互正交的水平主应力，其大小明显不同，两者比值一般介于0.2~0.8之间，且很少与垂向主应力相等。
构造应力与所处构造部位密切相关，水平应力在逆断层或褶皱发育地段要远大于垂向主应力，在正断层发育地段则小于垂向应力（国家地震局地壳应力研究所，1990）。
煤储层压力，是指作用于煤孔隙—裂隙空间上的流体压力（包括水压和气压），故又称为孔隙流体压力，相当于常规油气储层中的油层压力或气层压力。
煤储层压力一般通过试井分析测得，即利用外推方法求取原始地层条件下相对平衡状态的初始压力。
煤储层压力与煤层含气性密切相关，它与吸附性（特别是临界解吸压力）之间的相对关系直接影响采气过程中排水降压的难易程度。
因此，煤储层压力的研究，不仅对煤层含气性和开采地质条件的评价十分重要，同时也可为完井工艺提供重要参数。
煤储层流体要受到三个方面力的作用，包括上覆岩层静压力、静水柱压力和构造应力。
当煤储层渗透性较好并与地下水连通时，孔隙流体所承受的压力为连通孔道中的静水柱压力，即是说储层压力等于静水压力。
若煤储层被不渗透地层所包围，由于储层流体被封闭而不能自由流动，储层孔隙流体压力与上覆岩层压力保持平衡，这时储层压力便等于上覆岩层压力。
在煤储层渗透性很差且与地下水连通性不好的条件下，由于岩性不均而形成局部半封闭状态，则上覆岩层压力即由储层内孔隙流体和煤基质块共同承担，即：σV＝p＋σ（4-1）式中，σV—上覆岩层压力，MPa；p—煤储层压力，MPa；σ—煤储层骨架应力，MPa。
此时，煤储层压力将小于上覆岩层压力而大于静水压力。
二、压力状态在实践中，为了对比不同地区或不同储层的压力特征，通常根据储层压力与静水柱压力之间的相对关系确定储层的压力状态，采用的参数为储层压力梯度或压力系数。
煤储层吸附解吸特征.ppt
化学键力（多为共价键）
单层或多层
单层
较小，近似等于气体液化 热，ΔH＜0。
无或差（吸附量可不同）
较大，近似等于化学反应 热，ΔH＜0
有较强选择性
可逆
不可逆
快，易达平衡
慢，不易达平衡
低温即可发生（沸点附近 高温>Tb才发生明显吸附。 或以下）
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2. 吸附理论及特征
它四种类型等温线却无法解释。Brunauer 、Emmett 和Teller 三人在1938年提出的多分子层吸附理论（BET理论）较成功 地解释了其它类型的吸附等温线。
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BET理论与朗缪尔理论的相同、不同点的对照:
Langmuir 理论
BET 理论
1
单分子层吸附。只有碰撞到 多分子层吸附：被吸附的分子
固体空白表面上，进入吸附力 可以吸附碰撞在它上面的气体
T f p 或 p f ' T (Γ const)
3）温度一定，吸附量与压力关系，吸附等温线
Γ f ( p) (T const)
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其中最常用的是吸附等温线。三组曲线间可互相换 算。例如由吸附等温线，可算出吸附等压线及等量线。
吸附等温线大致有以下五种类型：
3）被吸附分子在表面上与吸附剂分子发生键的断裂与生成， 所以吸附热与化学反应热有同一数量级，比物理吸附热 大得多。
4）由于键的破坏与生成比较困难，所以不容易达到吸附力 吸附层数 吸附热
选择性 可逆性 吸附速率 发生温度
物理吸附
化学吸附
范德华力
k1 p1 θ N k1θ N
若设：b k1 k1
化工原理 吸附PPT幻灯片
吸附剂的选择
活性炭： 吸附力强，分离效果好，来
源容易，价格低廉。粉末状的 活性炭吸附量最大，吸附力也 最强，但因颗粒太细，过滤分 离比较困难，颗粒活性炭过滤 较容易。
生产过程中根据分离物质的 特性来选择合适的吸附剂。
吸附剂的选择
活性炭纤维：
活性炭纤维是用中 间产物碳素纤维活化而 制得的一种纤维状吸附 剂。活性炭纤维孔细， 孔径分布范围窄，外表 面积大，吸附与解吸的 速度快，吸附容量大， 流体通过阻力小。
解吸过程
1. 选择洗脱剂原则 a. 洗脱剂应容易溶胀吸附剂,如大网格吸附剂； b. 洗脱剂对被吸附物有较大的溶解度。
2.吸附在高浓度盐溶液中（加盐析剂），则洗脱可仅 用水；
3.易挥发性物质，用热水或蒸汽解吸； 4.流速 （空间速度，线速度）：洗脱液的流速务必
恰当控制。如果太快，洗脱物在两相中的平衡过 程不完全；如果太慢，洗脱物会扩散。
吸附分子量小的物质，选择比表面积大孔径小的 吸附剂；极性化合物选择极性吸附剂，非极性化 合物选择非极性吸附剂。
影响吸附过程的因素
2.吸附物的性质： 1）结构相似的化合物，在其他条件相同时，高 熔点的由于溶解度较低故易被吸附； 2）溶质自身或在介质中能缔合时利于吸附； 3）吸附物若在介质中离解，吸附量下降； 4）若在极性介质中吸附，必须在等电点附近的 PH范围内进行。
小组成员与分工
学号 20116934 20116935 20116937 20116946 20116952 20116955 20116954
姓名 陈岚 吴夏莲 徐君怡 罗静 杨睿 魏友武 董鹏
参与制作 讲解第二部分PPT 制作第二部分PPT PPT汇总及补充 讲解第一部分PPT 制作第一部分PPT 第一部分资料收集 第二部分资料收集
煤层气地质学4 储层压力与吸附性
反射率 （%）
0.56 0.54 0.92 0.64 2.12 2.28 0.87 1.04 1.16 2.26 1.86 1.92 4.35 4.32 1.43 1.53 JM ,SM JM
2、封闭体系 储层压力等于上覆岩层压力
3、半封闭体系 上覆岩层压力由储层内孔隙流体和煤基质块共
同承担
二、储层压力状态
压力系数：即实测储层压力与同深度静水压力之比，%
① 超压：压力系数>1，压力梯度>0.98 MPa/100m； ② 正常压力：压力系数=1，压力梯度=0.98 MPa/100m； ③ 欠压：压力系数<1，压力梯度<0.98 MPa/100m。 我国三十二个矿区煤层气试井结果表明，各煤级煤储层 超压状态占33.2%，正常压力状态占21.9%，欠压状态占45.3 %，各煤级煤储层中三种状态均有分布，其中中煤级煤储层 大多处于欠压状态。
吸附模型：单层吸附，多层吸附，容积充填理论
一、朗格缪尔理论
8
12
7
V Vmbp abp VL p
6
10
VL,daf / m3 t·-1 VL,daf / m3 t·-1
1 bp 1 bp p pL 5
8
3 0℃
4
4 0℃
6
VL或Vm或a—最大吸附量；
3
5 0℃ 4
VL 、PL——朗格缪尔体积
矿区
铁法 辽河 靖远 窑街 韩 城 淮南 新集 徐州 峰峰 潞 安 晋 城 霍 州 恩 洪
我国部分矿区煤层甲烷平均解吸量统计结果
地层 时代
K1 E J1+2 J1+2 P1 C2 P2 P1 P2 P1 P1 C2 P1 C2 P1 C2 P2 P2
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化学键力（多为共价键）
单层或多层
单层
较小，近似等于气体液化 热，ΔH＜0。
无或差（吸附量可不同）
较大，近似等于化学反应 热，ΔH＜0
有较强选择性
可逆不Leabharlann 逆快，易达平衡慢，不易达平衡
低温即可发生（沸点附近 高温>Tb才发生明显吸附。 或以下）
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2. 吸附理论及特征
但是处在界面层的分子，一方面受到体相内相同 物质分子的作用，另一方面受到性质不同的另一相中 物质分子的作用，其作用力未必能相互抵销，因此， 界面层会显示出一些独特的性质。
对于单组分体系，这种特性主要来自于同一物质在 不同相中的密度不同；对于多组分体系，则特性来自 于界面层的组成与任一相的组成均不相同。
煤储层吸附/解吸特征
1.吸附过程理论基础 2.煤储层吸附-解吸特征
1.吸附过程理论基础 2.煤储层吸附-解吸特征
2021/3/22
表面和界面(surface and interface)
界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区， 若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。
严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间 的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为 液体或固体的表面。
吸附 在相界面上，某种物质的浓度与 体相浓度不同的现象称为吸附 吸附质－被吸附物质 吸附剂－附着吸附质的物质
固体表面吸附
固体表面上的原子或分子与液体一样，受力也是不 均匀的，而且不像液体表面分子可以移动，通常它们 是定位的。
由于固体表面原子受力不对称和表面结构不均匀性， 它可以吸附气体分子，使表面自由能下降。
1）它对所有分子起作用，选择性差； 2）而且，被吸附的分子可以再吸附气体分子，所以可以
是多层的，无饱和性；
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3）容易液化的气体，就容易被吸附。例如，氯气的临界温度 为144 °C，氧气临界温度为-118.57 °C ，所以活性炭可 从空气中吸附氯气而作为防毒面具。
大多数固体比液体具有更高的表面能
对气体的吸附量(a或者q)通常有两种表示方法：
(1)单位质量的吸附 剂所吸附气体的体积 (标准状态)。
aV m
体积要换算成标准状况STP,101325Pa,273.15K, 1mol标准状况(STP)气体的体积为22.4dm3
(2)单位质量的吸附剂所 吸附气体物质的量。
常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液 界面，液-固界面，固-固界面。
表面和界面(surface and interface)
常见的界面有：
1.气-液界面
2.气-固界面
3.液-液界面
4.液-固界面
5.固-固界面
界面现象的本质
表面层分子与内部分子相比，它们所处的环境不同。
体相内部分子所受四周邻近相同分子的作用力是对称 的，各个方向的力彼此抵销；
首先，我们希望研究指定条件下的吸附量
基本术语：
吸附量：当吸附平衡时，单位质量吸附剂吸附的气体
的物质的量n，或标准状况（0 °C ，101.325 kPa）下的
体积V。
na
n( 吸附质的物质的量) m( 吸附剂的质量)
(10.3.1a)
V
a
V(
吸附质在 00 C，101.325kPa 下的体积)
m( 吸附剂的质量)
V
V
V
V
V
0 p/p* 1 Ⅰ
0 p/p* 1 0 p/p* 1
Ⅱ
Ⅲ
0 p/p* 1 Ⅳ
0 p/p* 1 Ⅴ
其中除第一种为单分子层吸附外，其余均为多分子层吸 附。
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人们曾提出许多描述吸附的物理模型及等温线方程，以 下介绍几种比较重要、应用广泛的吸附等温线方程
1）吸附经验式—弗罗因德利希公式
(10.3.1b)
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固体对气体的吸附量是温度与压力的函数。所以在研究 中常常固定一个变量，研究其它两个变量间的关系。经常 用的有三种方程：
1）压力（p）一定，吸附量与温度关系，吸附等压线：
Γ f T ( p const)
2）吸附量一定，平衡压力与温度关系，吸附等量线
4）由于吸附力弱，容易解吸，容易达到吸附平衡。
化学吸附的情况，正好与它形成对比。 1）由于吸附剂与吸附质之间发生化学反应，所以选择性强；
在气相反应中，若反应物间可发生多种反应，使用选择 性强的催化剂即可使所需要的反应进行。
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2）吸附剂表面与吸附质之间形成化学键后，不会再与其它 气体分子成键，所以吸附是单分子层的，有饱和性；
a x m
吸附类型
按吸附质与吸附剂间作用力本质的不同，可将吸附分 为物理吸附与化学吸附。物理吸附时，两者分子间以范德 华力相互作用；在化学吸附中，两者分子间发生部分或全 部的电子转移，是以化学键相结合。
由于这两种吸附分子间的作用力有本质上的不同，所 以表现出许多不同的吸附性质。
因为物理吸附是范德华力的作用，所以，
T f p 或 p f ' T (Γ const)
3）温度一定，吸附量与压力关系，吸附等温线
Γ f ( p) (T const)
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其中最常用的是吸附等温线。三组曲线间可互相换 算。例如由吸附等温线，可算出吸附等压线及等量线。
吸附等温线大致有以下五种类型：
界面现象的本质
最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。
液体内部分子所受的力可以 彼此抵销，但表面分子受到体相 分子的拉力大，受到气相分子的 拉力小（因为气相密度低），所 以表面分子受到被拉入体相的作 用力。
这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势，并 使表面层显示出一些独特性质，如表面吸附、表面张 力、毛细现象、过饱和状态等。
弗罗因德利希提出含有两个常数的指数经验方程 第一类吸附等温线：
V a k pn (10.3.2a)
k 为单位压力时的吸附量，随温度升高而降低；n 在0 与
1 之间，描述压力对吸附量影响大小。 上式也可变形为：
3）被吸附分子在表面上与吸附剂分子发生键的断裂与生成， 所以吸附热与化学反应热有同一数量级，比物理吸附热 大得多。
4）由于键的破坏与生成比较困难，所以不容易达到吸附平 衡。
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性质 吸附力 吸附层数 吸附热
选择性 可逆性 吸附速率 发生温度
物理吸附
化学吸附
范德华力