第18篇 吸附及离子交换 主稿、编写人 叶振华 华南理工大学 教授 2
符号说明 2
基本参考文献 4
一、吸附分离 4
1 吸附剂的种类及其应用 4
1.1 吸附过程 4
1.2 吸附剂的种类和应用 5
1.2.1 天然吸附剂 5
1.2.2 活性炭 5
1.2.3 活性炭纤维和炭分子筛 6
1.2.4 硅胶 6
1.2.5 活性氧化铝 7
1.2.6 合成沸石 7
1.2.7 天然沸石 9
1.2.9 无机吸附剂的解吸再生 10
1.2.8 吸附树脂和各种合成的、天然物质加工的吸附剂 10
1.3 吸附剂的物理性质 12
参考文献 12
2 吸附平衡 13
2.1 气相吸附平衡和吸附热 13
2.1.1 单组分吸附平衡和吸附等温线 14
2.1.2 多组分吸附平衡 17
2.1.4 吸附热 21
2.1.3 吸附等温线的测定方法 21
2.2 液相吸附平衡和吸附等温方程 23
2.2.1 液相吸附平衡 23
2.2.2 组成等温线 24
参考文献 25
3 物质传递与传质速率 25
3.1 传质速率 26
3.1.1 传质推动力的表示方法 26
3.2.1 总传质系数 27
3.2 传质系数 27
3.1.2 吸附剂颗粒内的扩散系数 27
3.2.2 流体-固体颗粒间液膜传质系数 28
3.3 颗粒相侧传质系数 28
3.3.1 大孔扩散 29
3.3.2 细孔扩散 29
3.3.3 表面扩散 30
3.3.4 晶体内的扩散 30
3.3.5 并联扩散 30
3.3.6 双元细孔结构吸附剂的扩散 30
3.4 晶体颗粒扩散系数的求取 31
3.5 传质系数或传质速率的测定 33
3.5.1 直接测定法 33
3.5.2 刺激-应答法 34
参考文献 35
4.1 吸附搅拌槽及级段吸附 36
4 吸附分离过程及设计计算 36
4.2 恒温下固定床吸附 37
4.2.1 透过曲线及其影响因素 37
4.2.2 传质区的应用和计算 38
4.2.3 分离因数、透入比和扩散控制区 39
4.3 固定床吸附操作计算 43
4.3.1 恒温下微量单组分吸附 43
4.3.2 恒温下复杂组分吸附 53
4.3.3 绝热吸附分离 56
4.3.4 色谱分离 59
4.3.5 吸附剂的再生 63
参考文献 63
5 工业吸附分离过程和设备 64
5.1 固定床 64
5.1.1 脱湿干燥 64
5.1.2 溶剂回收、脱臭和污水处理 70
5.1.3 流体相的流向和吸附剂的再生 74
5.2.1 移动床 76
5.2 移动床和模拟移动床 76
5.2.2 模拟移动床 79
5.3 变压吸附 87
5.3.1 变压吸附的应用和发展 87
5.3.2 操作原理和变压吸附循环 89
5.3.3 变压吸附的工艺计算 93
5.4 工业色谱 95
5.4.1 色谱分离 95
5.4.2 大型色谱的工业应用 100
5.5 流化床及其他工艺 102
5.5.1 流化床 102
5.5.2 磁性拟稳态流化床 103
5.5.3 参数泵和循环区吸附分离 103
参考文献 105
6.1 离子交换过程的特点 106
6.1.1 离子交换过程的基本原理 106
6 离子交换过程 106
二、离子交换 106
6.1.2 离子交换循环操作和应用 107
6.2 离子交换剂的种类和选用 108
6.2.1 离子交换剂 108
6.2.2 离子交换剂的选用 113
参考文献 113
7 离子交换平衡 114
7.1 离子交换等温线 114
7.2 离子交换选择性系数 115
参考文献 118
8 离子交换动力学 118
8.1 离子交换扩散 118
8.2 离子交换速率 119
8.2.1 同位素离子交换中颗粒扩散控制交换速率 119
8.2.2 同位素离子交换中液膜扩散控制交换速率 120
8.2.4 离子交换中液膜扩散控制的交换速率 121
8.2.3 离子交换中颗粒扩散控制的交换速率 121
参考文献 123
9 离子交换过程设计原理 123
9.1 间歇式离子交换 123
9.2 恒温下固定床离子交换 123
9.2.1 经验的近似计算法 124
9.2.2 连续性方程数学模型 125
9.3 离子交换色谱分离 126
9.4 移动床离子交换 128
9.5 离子交换循环 129
9.5.1 离子交换循环 129
9.5.2 再生剂的用量 130
9.5.3 再生曲线和再生效率 130
参考文献 132
10.2.2 固定床的再生 133
10.2.1 固定床的类型 133
10.2 固定床 133
10.1 间歇槽式 133
10 工业离子交换过程和设备 133
10.3 连续和半连续离子交换过程 135
10.3.1 复合床固定床离子交换器 136
10.3.2 移动床离子交换器 136
10.3.3 流化床离子交换器 137
10.3.4 树脂浆物(RIP)接触器 139
10.3.6 磁树脂连续离子交换流化床 140
10.3.5 Davy Mckee高物料通过量连续逆流树脂-矿浆接触器 140
10.4 离子交换膜 142
10.4.1 离子交换膜的性能及其制备 142
10.4.2 离子交换膜分离过程和应用 142
10.5 离子交换过程在工业上的应用 143
10.5.1 水处理 143
10.5.2 食品工业 143
10.5.3 湿法冶金 144
参考文献 144