环境工程原理 第八章 吸附.pptVIP

二、吸附等温线 在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时，它们在两相中浓度之间的关系曲线称为吸附等温线。 不论吸附力的性质如何，在一定温度下，气、固两相经过充分接触后，终将达到吸附平衡。这时，披吸附组分在固相中的浓度和与固相接触的气相中的浓度之间具有一定的函数关系。在一定温度下，分离物质在液相和固相中的浓度关系可用吸附方程式来表示。 2、内扩散传质速率方程： ks —吸附剂固相侧的传质系数 ， kg /s·m； q i—吸附剂外表面上的吸附质含量， kg/kg ； q —吸附剂上吸附质的平均含量 ，kg/kg 。 第四节 吸附动力学 二、吸附的传质速率方程 3、总传质速率方程 C*—与吸附质含量为 的吸附剂呈平衡的流体中吸附质的浓度 ， kg /m3； q*—与吸附质浓度为C的流体呈平衡的吸附剂占吸附质的含量 ， kg/kg ； KF —以 表示推动力的总传质系数 ，m/s。 Ks —以 表示推动力的总传质系数 ，kg/s·m2。 第四节 吸附动力学 二、吸附的传质速率方程 一、间歇吸附 二、固定床吸附 三、移动床吸附 四、流化床吸附 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 吸附设备 操作方式 连续式 间歇式 将废水和吸附剂放在吸附池内进行搅拌30min左右，然后静置沉淀，排除澄清液 固定床 移动床 流化床 吸附剂固定填放在吸附柱(或塔)中 在操作过程中定期地将接近饱和的一部分吸附剂从吸附柱中排出，并同时将等量的新鲜吸附剂加入柱中 吸附剂在吸附柱内处于膨胀状态，悬浮于由下而上的水流中 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 一、间歇吸附 间歇式接触过滤吸附是一种专门用于液体吸附的方法。 将吸附剂与被处理的溶液加入到搅拌的吸附槽中，经过足够的接触时间后，将液体和吸附剂分离。 操作方式可以分为单级吸附、多级吸附和逆流吸附等 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 液体接触过滤器示意图 活性炭 染料废水 处理水 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 含盐量较大的高色度有机废水，无机盐浓度为15%～20%，主要是NaCl、Na2SO4。有机物主要是苯系、萘系化合物 (BOD5/COD一般为0.02～0.2)，并具有很强的毒性 （一）单级吸附 G, ?0 G, ?1 L, x0 L, x1 溶剂量G和吸附剂量L不变。 根据质量守恒定律： G：溶剂量，m3； L：吸附剂量，kg x0, x1：吸附质在进、出吸附槽的吸附剂中的浓度，kg（吸附质）/kg（吸附剂） ?0, ?1：吸附质在进、出吸附槽的溶液中的浓度，kg（吸附质）/m3（溶剂） 吸附剂 溶液 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 过端点（x0, ?0）和（x1, ?1），斜率为－L/G的直线 假设在该级操作中，固－液之间达到平衡，即为一个理论级，则（x1, ?1）点在平衡线上。 ?0 ?1 x0 x1 x ? 操作线 平衡线 单级吸附操作线 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 如果吸附平衡关系可用弗兰德里希公式表示，则吸附平衡可表示为： 联立操作线方程和平衡线方程，可求出固、液相的极限浓度x1, ?1。 如何求出固、液相的极限浓度x1, ?1？ 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 x＝a?1/n 或已知x1, ?1，求固液比L/G： x0＝0时 n1 ?0 ?1 x -L/G （二）多级吸附 G, ?0 G, ? 1 L1, x0 L1, x1 G, ? 2 L2, x0 L2, x2 对于第1级： 对于第2级： 第1级 第2级 吸附剂 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 ? 0 ? 1 x0 x1 x ? 操作线 平衡线 x2 ? 2 A1 A2 如果吸附平衡可表示为： x0=0时， 每一级都是理论级，即（x1, ?1）和（x2, ?2）都在平衡线上。 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 x＝a?1/n 对于最小吸附剂总用量，d[(L1+L2)/G]/d?1＝0 对于一定体系和分离要求，a, n, ?0及?2为常数，则得： 即当?1符合上式时，总吸附剂用量为最小。 由上式求出?1, 然后再计算各级所需要的吸附剂用量。 吸附剂用量如何计算？ 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线 （三）逆流多级吸附 G, ?0 ?1 ?2 ?m L, x1 L, xm+1 x2 x3 1 2 m 上式为逆流吸附操作线方程。 理论级数，可通过在平衡线和操作线之间做阶梯确定。 吸附剂 溶液 第五节 吸附操作与吸附穿透曲线