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* 來源: * 作者: * 發表時間: 2020-08-27 23:48:39 * 瀏覽: 93

吸附的氣體分子與固體表面碰撞并損失一定量的動能的現象稱為吸附。由于吸附分子（或被吸附物）與固體（或吸附劑）之間相互作用的性質，吸附分為物理吸附和化學吸附兩類。物理吸附的特征是：氣體分子可以在固體表面的任何位置吸附和冷凝，吸??附劑和吸附劑之間的力是分子之間的內聚力（或范德華力）或內聚力。該力比較弱，因此吸附分子時釋放的熱量相對較小。吸附劑的選擇基于許多因素，例如吸附物質的極性，沸點，分子直徑，吸附劑的孔徑和吸附溫度。在特殊的氣體凈化過程中，可以使用固體吸附去除氣體中的雜質，數量級為10-6至10-8。化學吸附的特征是大多數分子解離成原子或原子團被吸附在固體表面上。該力的性質是化學鍵合力，即，電子在吸附分子和吸附劑之間轉移或共享以產生化學鍵。由于化學鍵合力的范圍只有一個原子的距離，因此化學吸附只能是一個原子層，但結合力較大，吸附過程中釋放的熱量也較大。化學吸附具有化學反應的性質。它對可以吸附的分子類型具有選擇性，并且對于可以吸附的分子有多種能量選擇，即大于特定能量的分子可以被吸附，并且可以分為兩類：變溫吸附和壓力擺動吸附。變溫吸附主要是指低溫吸附。該過程可以產生高純度和超高純度的氣體。變壓吸附可產生純度為991999％的高純度氣體（如高純度氫）。對不同氣體具有選擇性吸附能力的多孔材料稱為吸附劑。用于氣體分離的吸附劑為：硅膠，活性炭，分子篩，氧化鋁和對某些組分具有選擇性吸附能力的特殊吸附劑。分子篩是一種堿金屬硅鋁酸鹽晶體。它的組形成腔狀單位細胞。每個晶胞都有幾個小孔（窗口）。高溫焙燒后，水分被排出，空泡狀的晶胞通過窗口連通，形成許多實心的網格狀孔或隧道狀的微孔通道，直接從表面通向內部，形成內部表面積大，可以物理吸收大量氣體。分子篩的孔徑通常在3倍，10-12?1倍和10-7cm之間。目前，通常使用通過PSA空氣分離生產氮氣的3A，4A，5A，13X分子篩和碳分子篩。椰子殼活性炭的吸附量較大，但磨耗率較差。硅膠廣泛用于去除氣體中的水分，也適用于去除氫源中的氮，氧，氬和其他雜質。它具有高吸附能力，不易粉碎。衡量吸附劑的主要指標是：對不同氣體雜質的吸附能力，磨損率，松密度，比表面積，壓碎強度等。低溫吸附的基本原理是利用吸附劑的吸附能力這一特性。不同氣體的溫度和壓力會有所不同。在選擇性吸附吸附劑的條件下，混合物中的雜質組分在低溫和高壓下被吸附。排出未吸附的產物氣體，并升高或降低溫度或用純凈氣體吹掃溫度，以解吸這些雜質以再生吸附劑。兩個吸附器并聯連接以進行交換，以達到連續產生所需產物氣的目的。這是變溫吸附過程。對于某些氣體，可以使用吸附膨脹法從吸附相中獲得產物。這種方法是有限的進行小規模生產。吸附劑的交換周期取決于氣體成分，壓力，溫度，流速，吸附劑的吸附容量和填充量。它應該基于技術和經濟分析來確定，通常在幾個小時到幾十個小時之間。吸附劑的選擇取決于分離對象。主要分為三類，分別是分子篩，活性炭和硅膠，其次是氧化鋁和其他特殊吸附劑。低溫吸附的主要優點是凈化深度高，通常可以去除10-6至10-8數量級的雜質，適用于大規模生產超純氣體。它廣泛應用于空氣分離和凈化，稀有氣體凈化，天然氣分離和凈化，特殊氣體制備和各種尾氣分離等領域。 PSA的基本原理是利用吸附劑對不同氣體的吸附能力隨壓力變化的特性。在選擇性吸附劑的條件下，混合物中的雜質（或產物）基團在壓力下被吸附。對這些雜質（或產物）進行減壓和解吸，使吸附劑再生，從而達到連續生產所需產物氣的目的。由于產品的不同要求，可以在氣相或吸附相中獲得，這構成了變壓吸附的不同工藝步驟。

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