吸附气体分离手册 2018 年 4 月 18 日 2 目录 第 1 节 简介 6 参考文献 7 第 2 节 气体吸附分离基础 82.1 定义 8[1] 2.1.1 吸附、吸收、吸附 82.1.2 吸附和解吸 82.1.3 吸附阶段 82.1.4 吸附剂和吸附质 82.1.5 吸附热和解吸热 82.1.6 物理吸附和化学吸附 82.2 吸附剂 92.2.1 吸附剂类型 [2,3,4,5] 92.2.1.1 活性氧化铝 92.2.1.2 硅胶 102.2.1.3 活性炭 102.2.1.4 分子筛 112.2.1.5 碳分子筛 13[2] 2.2.1.6 π-复合吸附剂 142.2.2 吸附剂的物理性质 142.3 吸附质[4,6,8] 172.3.1 分子量 172.3.2 极性 172.3.3 吸附质在各种吸附剂上的吸附性能 17[2] 2.4 吸附潜力 19[2] 2.5 吸附分离机理 202.6 吸附的热力学基础 202.6.1 吸附平衡 202.6.2 吸附等温线 212.6.3 吸附等温线类型 212.6.4 吸附等温线滞后环 252.6.5 等温吸附方程 262.6.5.1 亨利方程（Henry） 262.6.5.2 朗缪尔方程（） 262.6.5.3 方程（） 262.6.5.4 BET 方程（BET） 272.7 吸附过程中的物质传递 282.8 吸附过程中的能量传递 302.9 固定床吸附突破曲线 312.9.1 吸附前沿及吸附负荷曲线 312.9.2 突破曲线 32 参考文献 34 第三节 吸附装置的工作原理 353.1 吸附剂的再生方法 353.2 吸附床的有效吸附负荷 363.3 变温吸附法与变压吸附法 373.3.1 变温吸附法 373.3.2 变压吸附法 373.3.3 变温吸附的基本步骤 373.3.4 变压吸附的基本步骤 383.4 吸附剂的选择383.4.1 吸附性能和解吸性能 393.4.2 分离因子 403.4.3 强度 41[5] 3.5 吸附工艺设计因素 42 参考文献 42 第四节 变压吸附工艺 434.1 变压吸附基础 43[1] 4.1. 循环和-循环 43 4.1.2 冲洗再生和真空再生 44 4.1.3 压力均衡（压力平衡） 45[2]4.1.4 压力差的计算 45 4.1.5 正向、反向、冲洗、最后填充 46 4.1.6 分层固定床 46[4]4.1.7 吸附压力的影响 47 4.1.8 吸附器进料方向的讨论 48 4.1.9 床层气相中 H 浓度分布趋势 492 4.1.10 工艺选择 50 4.1.11 吸附系统一般设计原则 52[4]4.2 变压吸附工艺分析 53 4.2.1 吸附剂用量 53 4.2.2 再生气量 54 4.2.3 切换循环 56 4.3 变压吸附操作 564.3.1 工作步骤 564.3.2 顺序控制和步骤顺序 574.3.3 时间片、子周期、全周期、时序表 574.3.4 塔切割操作 594.3.5 参数设定与调整 594.3.6 启动方法 594.3.7 压力趋势图 604.3.8 PSA 开车操作指南 614.4 变压吸附的优缺点 63 参考文献 63 第五节 吸附分离技术应用与工程实施方法 645.1 H 的回收与净化 6425.2 从空气中制备富氧空气 685.3 纯 CO2 的回收与制备 705.4 从空气中制备 N 7125.5 CO 的回收与净化 745.6 从变换气中脱除 CO2 775.7 低温空分装置的预处理 77[1]5.8 从沼气中回收甲烷 80 参考文献 80 第六节 仪表与控制相关知识 816.1检测参数类型 816.2控制类型 816.2.1 PID调节（闭环控制） 816.2.2手操器控制（开环控制） 826.2.3顺序控制（顺序控制） 8246.2.4联锁 826.2.5单环控制 826.2.6多环控制 826.2.7逻辑类型 826.3 PSA制氢装置主要控制系统介绍 836.3.1制氢装置程序切换信号传输优化理论 836.3.2 CO2回收装置流量串级控制系统 836.3.3手动远程调节控制 836.3.4制氢装置解吸气回收控制系统 836.4变压吸附专用阀 846.5PID设定 846.5.1比例控制作用P 846.5.2 积分控制作用 I 846.5.3 微分控制作用 D 85 第七节 制氢工艺介绍 867.1 天然气重整制氢工艺 867.1.1 主要设备 867.1.2 工艺说明 877.1.3 催化剂 877.1.4 7.2 甲醇转化制氢工艺 907.2.1 主要设备 907.2.2 工艺说明 917.2.3 催化剂 917.2.4 甲醇转化制氢开车操作指南 927.3 煤制氢工艺 937.3.1 主要设备 937.3.2 工艺说明 947.3.3 催化剂 947.4 三种制氢工艺的比较 94 参考文献 95 参考文献 96 附录一 吸附工艺步骤常用字符代码解释 97 附录二回收率 98 附录三 两种四塔变压吸附过程各步吸附床中气相H浓度的变化 992 附录四 典型的四床变压吸附压力趋势图 100 附录五 吸附剂的物理性质 101 附录六 固定床吸附分离示意图 102 附录七 5-1-3/P操作界面 103 附录八 甲醇-水比重表 104 附录九 天然气制氢水碳比的手工分析方法 105 附录十 常见吸附剂与吸附质之间的吸附数据 1065 第一节 引言 吸附分离技术作为一个化工单元操作(Unit of)，正在迅速发展成为一门独立的学科，称为吸附工程()。
它在石油化工、化工、冶金、电子国防、制药、轻工、农业和环保等部门得到越来越广泛的应用，实践证明它是一种非常有效的气体分离和浓缩手段。吸附分离技术根据再生方式的不同，主要分为变压吸附（PSA）和变温吸附（TSA）。根据定义，气体分离过程可分为大容量分离和净化两大类。前者是吸附剂质量分数超过10%的吸附过程；而净化过程中吸附剂的质量分数<[1,2]10%（通常<2%）。由于加热和冷却步骤较长，TSA操作周期一般在几个小时以上，主要适用于净化过程，即对少量杂质的净化； 而PSA没有加热、冷却步骤，操作周期短（一般几分钟），再生频繁，吸附剂利用率高，适用于大容量分离，即分离大量杂质。另外，PSA主要针对弱吸附杂质，如CH4、CO4等，只需降低压力即可使吸附剂再生；而TSA主要针对强吸附杂质，如水、芳烃、酚类等物质，此时单纯的降压吹扫不能达到解吸再生的目的，必须提高床层温度才能实现吸附剂的再生。
鉴于变压吸附在吸附分离技术中发展较快、应用越来越广泛，本手册主要介绍变压吸附，变温吸附的相关知识在手册的相关章节中只作简单介绍。变压吸附是吸附分离技术中用于分离气体混合物的新技术。1966年，美国联合碳化物公司（UCC）首次采用变压吸附技术从含氢工业废气中回收高纯氢气。此后，变压吸附技术得到了迅速发展，特别是在氢气生产过程中的应用。 [3] 变压吸附的研究与应用经历了以下几个重大事件：1930-1933 第一批PSA专利获得授权：1949-1954 H.Kahle发表PSA原理论文，利用PSA脱除空气中的CO、烃类、水蒸气2种气体1955-1956 合成沸石生产1957-1958 和-2个循环专利获得授权1960-1965 小规模空气无热干燥处理及正构烃和异构烃分离的初步商业化1965-1970 PSA用于氢气纯化研究及商业化1970-1972 首次利用PSA工艺大规模生产氧气，我国开始研究PSA工艺1972-1973 具有氧气选择性的碳分子筛实现商业化1976 PSA制氮 1976-1980年，首次研制出以碳分子筛为吸附剂的生产工艺。1982年，实现大规模真空变压吸附空分。1988年，推出第二代真空变压吸附空分用沸石吸附剂。1972年，我国西南化工研究设计院开始进行变压吸附气体分离技术研究，并于1977年发表论文《变压吸附分离合成氨驰放气实验研究报告》[4]。1982年，在上海建成第一套从合成氨厂驰放气中回收纯氢的变压吸附工业装置。
多年来，随着对吸附剂、工艺、仪表与控制技术研究和工程实施的不断深入，变压吸附技术在气体分离净化领域的应用不断拓展，现已成功开发了氢气纯化、CO纯化、CO2转化气脱除、天然气净化、空分制富氧、空分制纯氮、甲烷浓缩、乙烯浓缩、CO纯化等应用领域，西南化工研究设计院也已成为与UOP42公司、林德公司并列的国内专业研发变压吸附系统工程技术的三大研究机构之一。 西南化工研究设计院不仅在国内较早研究吸附分离技术，而且在推广该技术的过程中输出技术和人才，逐渐衍生出一批从事变压吸附技术研究开发的专业公司，如天一科技、成都华西、成都天利、四川亚联等。本手册以西南化工研究院变压吸附技术研究所编写的《变压吸附气体分离技术·培训教材[工艺卷]》为依据。 仪器仪表与控制部分摘录了西南化工研究院变压吸附分离工程所1995年编写的《变压吸附气体分离技术·培训教材[仪器卷]》的部分内容。同时，作者以收集到的最新资料对原章节内容进行了更新和补充，并结合亲身经历的相关工程实践经验，特编写了第4节《变压吸附工艺过程》和第7节《制氢工艺过程简介》，分别论述了变压吸附操作性的相关知识和介绍了几种典型的制氢工艺过程。
参考文献 [1] 吸附剂原理及应用，杨理工，高等教育出版社，2010 [2] 吸附气体分离，杨理工，化学工业出版社，1991 [3] Swing，DM 等，纽约：VCH，1994 [4] 变压吸附分离合成氨弛豫气的实验研究，四川化工学院理化工程一组，天然气化工（C1 化学化工），19777 第二节 气体吸附分离基础知识 2.1 定义 2.1.1 吸附、吸收与吸附 [1] 吸附（ ）是指两相体系界面处组成与相内组成不同，界面处组成浓度增加的现象。 气体分子在某些多孔性固体颗粒表面聚集是一种吸附现象。吸附（ ）是指原子或分子从一个相进入另一个相内部的现象（扩散）。气体在液体中的溶解是一种吸附现象。吸附与吸收都发生在不同相之间，统称为吸附（ ）。 2.1.2 吸附与解吸当气体分子移动到固体表面时，由于固体表面原子的残余重力，气体中有些分子会暂时停留在固体表面，导致这些分子在固体表面的浓度升高（相对于原来离开固体表面的气相而言）。这种现象称为气体分子在固体表面的吸附（ ）。
反之，被吸附的气体分子离开固体表面，返回气相的过程称为解吸或脱附（）。吸附和解吸都是可逆过程。 2.1.3 吸附相 吸附于固体表面的气体分子所形成的吸附层（单层或多层），其性质不同于固相或气相，定义为吸附相（相）。吸附相的密度比一般气体大得多，可能接近于液相的密度。当气体为混合物时，由于固体表面对不同气体分子的作用力不同，因此吸附相的组成与气相不同。气相与吸附相之间的这种密度和组成的差异，构成了气体吸附分离技术的基础。 2.1.4 吸附剂与吸附质 吸附物质的固体称为吸附剂（），被吸附的物质称为吸附质（）。 吸附剂按其吸附能力的强弱分为强吸附剂（）和弱吸附剂（Weak）。常用的弱吸附剂主要有活性氧化铝、硅胶、活性炭等；常见的强吸附剂主要有分子筛。吸附质按被吸附的难易程度分为弱吸附质（Weak）和强吸附质（Weak）。常见的弱吸附质有H、CO、N、O、CH等；常见的强吸附质有水、CO、有机物等。
2 2.1.5 吸附热与解吸热 吸附过程放出的热量称吸附热（热），解吸过程吸收的热量称解吸热（热）。混合气体的吸附热是吸附质的凝结热与润湿热之和。不同的吸附剂对各种气体分子，其吸附热不同。 2.1.6 物理吸附和化学吸附 根据吸附质与吸附剂相互作用的不同，吸附可分为化学吸附（）和物理吸附（）。 化学吸附：吸附过程中伴随有化学反应。在化学吸附中，吸附质分子与吸附剂表面会反应生成表面复合物，其吸附热接近于化学反应热。化学吸附需要一定的活化能才能进行。通常条件下，化学吸附的吸附或解吸速度比物理吸附慢。 石灰石对氯气的吸附、沸石对乙烯的吸附均属于化学吸附。物理吸附：又称范德华吸附，是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间相互吸引而引起的，这种力也称范德华力。由于固体表面的分子与其内部的分子不同，存在着残余表面自由力场。当气体分子撞击到固体表面时，一部分被吸附并放出吸附热。被吸附的分子中，只有当它们的热运动动能足以克服吸附剂引力场的势能时，才能返回到气相中，所以，固体表面总是有很多的吸附分子与气体接触。
由于分子间引力的作用，吸附热较低，接近于吸附质的汽化热或冷凝热，吸附和解吸速度也快，吸附气体也容易从固体表面解吸，因此物理吸附是可逆的。 变压吸附工艺主要采用物理吸附。表 2-1 物理吸附与化学吸附的比较 物理吸附 化学吸附力 范德华力 化学键力 选择性差 吸附层数多 单层或多层 单层 吸附热 ≤4.9KJ/mol83.7～418KJ/mol 活化能约等于冷凝热而大于或等于化学吸附热 温度放热，低温有利于吸附 温度升高，吸附速度加快 吸附速度快，不需要活化能 较慢，需一定的活化能 吸附质 临界温度以下的所有气体 化学活性蒸汽 可逆性 可逆 可逆或不可逆 2.2 吸附剂 2.2.1 吸附剂的种类[2,3,4,5] 工业上常用的吸附剂有：活性氧化铝、硅胶、活性炭、分子筛、碳分子筛等，此外还有特殊的吸附材料为对某些组分进行选择性吸附而发展起来的。2.2.1.1活性氧化铝图2-1不同吸附剂对水的吸附能力比较[2]活性氧化铝（）是由氢氧化铝加热脱水制成，工业生产一般由氢氧化铝Al(OH)3或三水铝石经加热脱水或活化而得。其性质取决于初始氢氧化物的结构状态，一般不是纯粹的AlO，而是一种部分水合的非晶态多孔结构材料，它不仅含有非晶态凝胶，还含有氢氧化物晶体。
由于其毛细孔道表面具有较高的活性，又称活性氧化铝。它对水有很强的亲和力，是深度干燥微量水的吸附剂，在一定的操作条件下，其干燥深度可达露点-70℃以下。氧化铝有多种晶相，如α-氧化铝、γ-氧化铝、θ-氧化铝、η-氧化铝等，γ-氧化铝是吸附和催化应用中最常用的氧化铝形态。活性氧化铝的主要用途是干燥，活性氧化铝的饱和水蒸气吸附容量比分子筛大。活性氧化铝经过改变活化工艺、使用添加剂等改性调整后，可应用于许多特殊场合。用于除去酸性气体的活性氧化铝要求碱含量比较高，NaO含量一般大于1%（典型含量为0.3%，质量分数）。 BET比表面积在200~500m2/g范围内，孔容接近0.5mL/g。活性氧化铝经KO、NaO或NHOH等碱性氧化物浸渍后可进行碱化处理，用于224废气脱硫及CO、NO的去除。浸渍后的活性氧化铝比表面积约减少2倍半。普通活性氧化铝对CO2的吸附能力较弱，但经碱化处理的氧化铝对CO2的吸附能力大大增强。这种碱性氧化铝可用于深冷空分预处理阶段的PSA法。 表 2-2 室温下碱性氧化铝对 CO2 的亨利常数[2] 吸附剂亨利常数/ （mmol·g-1·atm-1） 活性氧化铝 5.65% K CO2 2.82 35% NaOH/NH OH 27.34 5%(NH )SO 5.84 2 4 2.2.1.2 硅胶 硅胶（gel，SG）是一种坚硬的、无定形的链状和网状结构的硅酸盐聚合物颗粒，分子式为SiO ·nH O，是一种亲水极性吸附剂。
它是用硫酸处理硅酸钠水溶液生成凝胶的过程，再用水洗涤除去硫酸钠，干燥后得到玻璃状硅胶。主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等。工业上用的硅胶分为粗孔硅胶（）和细孔硅胶（）两种。粗孔硅胶在饱和相对湿度条件下的吸附容量可达吸附剂重量的80%以上，而在低湿度条件下，吸附容量远低于细孔硅胶。用于气体分离的硅胶主要是细孔硅胶，其比表面积很大，为650~800m2/g[4]。硅胶是应用广泛的干燥剂，也用于除去和回收CO，以及分离烷烃/烯烃和烷烃/芳烃。 2.2.1.3活性炭活性炭（AC）是由木材、木炭、椰壳、果壳、煤、骨头等含炭材料在低温下炭化并活化而成。通过精确控制条件可获得理想的孔隙结构和机械强度。活化方法可分为两大类，即气体活化和化学活化。气体活化法是将经初步处理和造粒后的原料在惰性气氛中加热，在400~500℃下炭化以除去大部分挥发性成分，然后在800~1000℃下部分气化，使活性炭的孔隙率和比表面积扩大。由于内表面积反应速率远小于孔径的扩散速率，因此气化过程采用CO2和水蒸气或烟气等相对温和的氧化性气体进行活化，也能保证在造粒过程中孔隙率形成得较为均匀。
气体活化的主要作用是加宽间隙，产生大量的中孔。化学活化通常用于含木质素的前驱体如锯末，不需预炭化。将磷酸、氯化锌、硫化钾或硫氰酸钾等化学药剂加入原料中，混合均匀，然后在惰性气氛下加热到500~900℃进行炭化活化。反应残余物用水洗或酸洗去除。化学活化的主要作用是除去氧和氢。磷酸在低温下能促进交联反应和脱水，从而抑制挥发性物质的产生，从而提高活性炭的产率。不同的化学活化剂形成的孔结构不同，如比表面积在/g左右时，氯化锌活化的活性炭中孔丰富，而KOH活化的活性炭微孔较多，氯化锌活化得到的活性炭比表面积稍大。 通过选择合适的前驱体材料，精确控制炭化和活化工艺步骤，可以根据具体用途调整结构。具有中孔特征（接近或大于30Å）的活性炭适用于液相吸附，而孔径相对较小的[2]（10~25Å）的活性炭可用于气相吸附（此类细孔径活性炭用于变压吸附的气体分离）。3表2-3煤基活性炭的孔容（cm3/g）和孔径分布煤基前驱体微孔（<2nm）中孔（2~50nm）大孔（>50nm）无烟煤0.510.070.11烟煤0.430.170.26褐煤0.220.580.33活性炭含有许多毛细管结构，因此具有优异的吸附能力。
因此被用于水处理、脱色、气体吸附等各个领域。与大多数其它吸附剂相比，活性炭独特的表面性质是表面呈非极性，或者由于表面含有含氧功能团及无机杂质而呈现弱极性。这些特性使活性炭具有如下优点：a.活性炭是唯一在空气净化等分离净化操作前不需进行严格预干燥的商业化吸附剂，因此活性炭被广泛用作水溶液处理的吸附剂。b.活性炭具有巨大的可及内表面，能比其他吸附剂吸附更多的非极性和弱极性有机分子，例如在室温和1atm下，活性炭对CH4的吸附容量约为5A分子筛的两倍。c.活性炭吸附的主要力是非特异性力和范德华力。 活性炭的吸附热或键合强度较其他吸附剂低，所以吸附的分子比较容易除去，吸附剂再生能耗也较低。还有一种特殊的活性炭吸附剂，将化学药品浸渍在活性炭的内表面，以改善活性炭的性质[6]，称为浸渍型活性炭。 表 2-4 常用浸渍型活性炭种类、浸渍量及应用领域 浸渍材料（质量分数） 气体净化及环保应用 化学物质 浸渍量 % 硫酸 2~25 NH 4 胺类、Hg 3 磷酸 10~30 NH 4 胺类 3 碳酸钾 10~20 HCl、HF、SO 4 HS、NO 4 CS 2 2 2 氧化铁 10 HS 4 COS 4 硫醇 2 碘化钾 1~5 HS 4 、Hg 4 PH 4 AsH 4 、放射性气体/放射性碘甲烷 23 3 三乙烯二胺 2~5 放射性气体/放射性碘甲烷 硫 10~20 Hg 高锰酸钾 5 缺氧气体中 HS 4 锰 （四）氧化物 银 乙醛 0.1～3 磷化氢、三氯化砷 氧化锌 10 HCN 民用、军用毒气防护，光气、氯气、三氯化砷、氯化苦、沙林 铬铜银盐 10～20 等神经毒气 2.2.1.4 分子筛沸石 分子筛（分子筛，MS或ZMS）又称合成沸石或分子筛，是由碱性铝硅酸盐或碱土金属元素，如钠、钾、钙的化合物构成的晶体。
其化学组成通式为：M[(AlO)(SiO)]·zHOx/式中M为金属阳离子，x、y均为整数，y/x（大于等于1）称为沸石的硅铝比，z为单位晶胞中的水分子数。硅主要来源于硅酸钠和硅胶等，铝则来源于铝酸钠、Al(HO)3等，它们与氢氧化钠水溶液反应生成胶体，干燥后即为沸石。沸石的主要结构单元是硅和铝——SiO4与AlO4组成四面体，这些单元又组成多面体结构单元，如立方体、六角柱体、八面体及顶端切去的八面体等。 硅原子与铝原子通过四面体顶点的氧原子连接，最终形成的沸石结构是由第二单元在规则的三维晶体结构骨架内构成的。A型分子筛的硅铝比为1，钠分子筛（称NaA或4A）的有效孔径约为0.42nm++（接近4Å）；通过离子交换将Na替换为K，其有效孔径减小为0.30nm，称为3A分子筛；通过离子交换将Na替换为Ca，其有效孔径增大为0.50nm，称为5A分子筛。X型和Y型分子筛的硅铝比分别为1.0~1.5和1.5~3.0，孔径为0.9~1nm，比A型分子筛的孔径要大。 NaX称为13X分子筛，有效孔径为0.9nm；CaX称为10X分子筛，有效孔径为0.8nm。
图 2-2 几种沸石分子筛孔径与几种化合物分子大小的对应关系[2,7] 沸石的特点是具有分子筛的功能，而且孔径均匀。3A 分子筛用于气体或乙醇的干燥脱水。4A 分子筛能吸附甲烷和乙烷，不能吸附碳原子数超过 3 个的正构烷。5A 分子筛用于将正构烷（直链烷烃）与支链烷烃、环状烷烃分离。各类分子筛在气体吸附分离、气液干燥、正构异构烷分离等方面得到了广泛的应用。 2.2.1.5 碳分子筛 碳分子筛（Sieve、CMS 或 MSC）实际上也是活性炭的一种。 它与一般的碳质吸附剂不同之处在于它的微孔孔径在一个较窄的范围内均匀分布，微孔孔径相当于所要分离的气体分子的直径，微孔的比表面积一般占碳分子筛总表面积的90%以上。碳分子筛孔结构的主要分布形式为：大孔直径通在炭粒外表面，过渡孔从大孔分叉出来，微孔从过渡孔分叉出来。在分离过程中，大孔主要起输送通道作用，微孔起分子筛作用。以煤为原料制备碳分子筛的方法有碳化法、气体活化法、碳沉积法和浸渍法等，其中碳化法最为简单，但这些方法必须联合使用才能制备出高质量的碳分子筛。 图2-3 两种不同碳分子筛生产工艺流程及分离机理示意图[2] 德国赛默飞世尔科技有限公司生产两种类型的CMS，其中产品CMS N2对N和O具有分离性能，可用于空气分离和制氮。
原料是褐煤，将其磨碎至90%能通过40微米筛子的尺寸。首先，煤在流化床中被空气在低于燃点的温度下氧化为“氧化煤”。然后用粘合剂将“氧化煤”制成2-3毫米的小球，然后在滚筒中碳化。经过进一步加工，可以得到两种类型的CMS：一种是通过产生和扩大孔隙生产的（CMS H2型），另一种是通过部分堵塞孔隙处理的CMS N2型。CMS H2型通过温和的蒸汽活化[2]生产，CMS N2型通过裂解苯等碳氢化合物在孔隙处析出一层薄薄的碳而生产。 碳分子筛可用于空分制氮、CH4/CO混合气体分离、丙烷/丙烯分离、从乙烯和CO422混合气体中提取乙烯[3]（CMS N2型，动力学分离）和H2/He分离（CMS H2型，平衡分离）。2.2.1.6π-络合物吸附剂[2]π-配位键吸附是典型的弱键吸附，这类以π-络合作用为基础的吸附剂称为π-络合物吸附剂，典型的应用是CO的分离纯化和烯烃/烷烃的分离。吸附法分离纯化CO已实现商业化。一般以活性炭或活性氧化铝为载体，浸渍铜盐，再经干燥、活化、还原等工艺，可得到具有π-络合活性的Cu+（Cu2+不具有π-络合活性）。
硅胶负载银盐(AgNO/SiO)或活性氧化铝负载亚铜盐(CuCl/γ-Al2O)吸附剂可作为烯烃/烷烃分离的吸附剂。烯烃与Cu的结合力比Ag强，吸附释放较大，但这不利于吸附操作，但可通过提高操作温度(吸附量低)来解决。由于γ-Al2O的比表面积很低(340m2/g，而硅胶为670m2/g)，所以CuCl/γ-Al2O对烯烃的吸附能力很低，要提高吸附能力，可通过选择比表面积大的载体来实现。银是比较贵重的金属，因此CuCl仍是较有价值的吸附剂。 除上面介绍的常见吸附剂外，还有一些新开发的特种吸附剂，如MCM、活性炭纤维、碳纳米管、柱撑粘土、高分子树脂等，可参见参考文献2的有关章节。 2.2.2 吸附剂的物理性质 吸附剂良好的吸附性能得益于其致密的微孔结构。与吸附剂微孔有关的物理性质有： a.孔体积（Pore VP）：吸附剂中微孔的体积称为孔体积，通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积（cm3/g）来表示。孔体积是吸附剂的有效体积，是由饱和吸附容量算出的数值，即吸附剂能容纳吸附质的体积，因此孔体积越大越好。
吸附剂的孔容（V）不一定等于孔体积（V），只有吸附剂中的微孔才有吸附作用，因此，kP不包括VP中的粗孔。Vk包括所有孔的体积，一般比VP大。b.比表面积（Area）：即单位重量吸附剂的表面积。常用单位为m2/g。吸附剂的表面积从每克几百到几千平方米不等。吸附剂的表面积主要是微孔壁表面，吸附剂的外表面很小。图2-4 各种常见吸附剂的孔径分布[4] 14c.孔径与孔径分布（Pore size and）：吸附剂中，孔的形状极其不规则，孔径大小也各不相同。 孔径在几埃至几十埃的孔称为细孔（根据1985年IUPAC定义，小于2nm的孔称为微孔（）；在2至50nm之间的孔称为中孔（）；大于25nm的孔称为大孔（）。2015年定义进一步细分补充：小于100nm的孔称为纳米孔（），小于0.7nm的微孔称为超微孔（），大于0.7nm的微孔称为极微孔（））。孔径大于几百埃的孔称为粗孔。
细孔越多，孔容越大，比表面积也越大，有利于吸附质的吸附。粗孔的作用是为吸附质分子进入吸附剂提供通路。粗孔与细孔的关系就好比大街与小巷的关系，外来分子可以通过粗孔很快到达吸附剂深处，因此粗孔也应占有适当的比例。活性炭、硅胶等吸附剂的粗孔与细孔是在制造过程中形成的。沸石分子筛在合成过程中形成直径为几个微米的晶体，其中只有均匀的细孔，晶体间的粗孔是在成型过程中形成的。孔径分布表示孔径与对应孔容之间的关系。它用来表征吸附剂的孔特性。图2-4给出了几种常见吸附剂的孔径分布。 表2-5 几种常见吸附剂的物理性质 吸附剂名称 硅胶 活性氧化铝 活性炭 沸石 分子筛 真密度g/cm3 2.1～2.3 2.6～3.3 1.6～2.2 2.0～2.5 表观密度g/cm3 0.7～1.3 0.8～1.9 0.6～1.0 0.9～1.3 堆积密度g/cm3 0.45～0.8 0.49～1.00 0.35～0.6 0.6～0.8 孔隙率0.40～0.50 0.40～0.50 0.33～0.55 0.30～0.40 2 比表面积m2 /g 300～800 95～～ ～750 3 孔容cm /g 0.3～1.2 0.3～0.8 0.5～1.4 0.4～0.6 平均孔径Å 10～140 40 ～12020～503/4/5/8/10 比热容kJ/(kg·K)0.920.88～1.00.84～1.30.84～0.92 热导率W/(m·K)0.14～0.20.11～0.130.1～0.20.13 抗压强度N/粒≥15～9830～130——25～60 磨耗率(质量)%≤0.5～50.2～15～100.2～0.5 常用再生温度℃150～~~~350 有机物吸附能力中小大中分子尺寸吸附选择性弱弱强是否饱和选择性一般较弱弱 强 极性 吸附选择性 一般 弱 弱 强 注：表中部分数据在参考文献4中进行了补充和调整。
各种吸附剂的性质请参见附录五。 d.表观重量（d）：又称表观重量或表观密度。 l吸附剂颗粒的体积（V）由固体骨架的体积（V）和孔体积（V）两部分组成，即：V=V+VI。表观重量是吸附剂颗粒本身的重量（D）与其所占体积（V）之比。 p吸附剂的孔体积（V）不一定等于孔体积（V），吸附剂中只有微孔才是有效的，所以kp不包括粗孔，kp包括所有孔的体积，一般大于ge。 真重（d）：又称真实重量或吸附剂固体重量，即吸附剂颗粒的重量（D）g与固体骨架的体积（V）之比。 g15 假定吸附剂颗粒的重量以1克为单位，根据表观重量与真重的定义： d =1/V; d =1/VI Igg 所以吸附剂的孔容为： V =1/d -1/dk I gf。 堆积密度（d）：又称填充密度，即单位体积内填充的吸附剂的重量。这个体积也包括吸附剂颗粒之间的空隙。堆积密度是计算吸附床体积的重要参数，33以上的重量单位通常用g/cm、kg/l、kg/mg表示。 孔隙率（ε）：吸附剂颗粒内孔隙体积与颗粒体积之比。kε= V /( V + V )=(d -d )/d =1-d /dk kgkg I gI gh。 空隙率（ε）：吸附剂颗粒之间的空隙占整个吸附剂堆积体积的比例。
ε=(V-V)/V=(d-d)/d=1-d/ε是吸附剂性能的重要参数，ε直接影响死腔大小，从而影响有效组分的收率。I.颗粒形状与大小：颗粒形状可分为粉状、无定形、柱状(或条状)和球状，气体分离吸附剂一般采用后三种，尺寸通常在1~5mm范围内，要求均匀。颗粒形状和大小还影响堆积密度，对吸附床体积的计算也有一定影响。2J.机械强度()：用抗压强度(N/mm)和磨耗率(%)表示吸附剂颗粒在运输和装填过程中抵抗碰撞、摩擦、耐压的能力，以及使用过程中抵抗气流对吸附剂的摩擦和冲刷能力。 图2-5 孔结构类型示意图[10]K.孔结构（Pore）：吸附剂的孔结构也是一项重要性质，它会影响吸附剂的吸附曲线的形状。吸附剂的孔结构与其制备方法有关。例如，高温烧结或挤压而成的多孔固体，其孔结构是不规则的；而充满水的原生结构中的胶体析出、收缩和老化，会产生特征性的微孔结构（如水泥、石膏）。沸石分子筛具有稳定的晶体结构，其内部的孔隙是由大小均匀、形状规则的晶体内的通道、空隙或笼子所构成。
最典型的是圆柱形孔（ pore），是孔分布计算的基本模型。挤出凝固但尚未烧结的球形或多面体颗粒，多为圆锥形孔（楔形孔、金字塔形空隙）。断裂孔是颗粒间接接触或堆积而形成的空间。此模型也是计算膨胀、凝聚现象的基础。墨水瓶孔均有孔颈，孔颈是较大孔的颈部，因此墨水瓶孔也可看作是球形孔和圆柱形孔的结合。沸石孔受“颈部”控制，故可看作此类型。2.3 吸附剂[4,6,8] 同一种吸附剂对不同吸附剂的吸附容量不同，同一种吸附剂在不同吸附剂上的吸附容量也不同。 这是选择性吸附的原理，也是吸附分离技术的基础。2.3.1分子量一般来说，吸附剂的沸点、临界温度升高（或相对分子质量增大），吸附容量增大。表2-6是一些气体在活性炭上的吸附性能。 表2-6 部分气体的性质及其在活性炭上的吸附性能（15℃） 气体吸附容量mL/g 沸点℃ 临界温度℃ 分子量 分子直径 是否极性..9——极性 -10.0157.564.0——极性 -24.1143.150.5——极性3 -33.3132.317.0 0.365（0.36 ） 极性 H S99-61.8100.434.00.37 极性2 HCl72-83.751.436.5——极性 N O54-88.736.544.0——极性2 C H49-83.53626.00.24 非极性2 CO248-78.531.044.00.28非极性CH410-161.5-82.116.0 0.40 （0.42 ） 非极性CO9-192.0-14028.00.28极性O28-183.0-118.432.00.28非极性N28-195.8-147.028.00.40 （0.30 ） 非极性H25-252.8-239.92.00.24非极性2.3.2 极性吸附剂的极性也会影响吸附剂的选择性。
例如CO-CH4混合气体在活性炭和分子筛上的吸附性能就正好相反，由于CO的沸点比CH4低，所以CO在活性炭上的吸附量小于CH4，但CO是极性分子，而CH4是非极性分子，所以CO44在分子筛上的吸附量大于CH4。再如N2和O2都是低沸点的非极性分子，N2的沸点低于O2，但由于N2分子的四极矩(有些分子有两个以上的电荷中心，对于整个分子来说偶极矩为零，但在局部仍是极性的，为了衡量这种极性，就定义为四极矩)大于O2，所以N2在分子筛上的吸附量明显大于O2。 这就是5A分子筛N2/O分离制取氧气（或从吸附相中取走氮气）的原理。可极化的吸附剂与极性吸附剂（如分子筛、硅胶）之间有很强的亲和力，特别是对烃类吸附剂。对于碳原子数相同的烃类，不饱和烃的吸附能力大于饱和烃，不饱和度越大，吸附越强。例如对于CH和CH，虽然前者的沸点（-103.72℃）低于后者的沸点（-88.61℃），前者的相对分子质量（28.05）小于后者的相对分子质量（30.07），但前者的吸附能力大于后者。 2.3.3 吸附剂对各种吸附剂的吸附性能吸附剂与吸附剂之间存在着比较复杂的相互作用，应针对特征混合气体组分具体情况具体分析，选择合适的吸附剂。
＞Ｈ 2 8 2 6 2 4 2 64 2 2 ＞Ｈ 2 硅胶： CH ＞CH ＞CO ＞CH ＞CH ＞CO ＞N ＞O ＞Ar ＞H 2 8 2 6 2 4 2 64 2 2 ＞Ｈ 2 硅胶： CH ＞CH ＞CO ＞CH ＞CH ＞CO ＞N ＞O ＞Ar ＞H 2 8 2 6 2 4 2 64 2 2 ＞Ｈ 2 硅胶： CH ＞CH ＞CO ＞CH ＞CH ＞CO ＞N ＞O ＞Ar ＞H 2 ＞H242 2 2 还有文献指出，个别气体的排列顺序与图 2-6 有所不同。 例如，Frank G.在《变压吸附气体分离原理及工业应用》中给出了类似的示意图，并将He与H、CO和2[8]CH的顺序颠倒过来，这主要是因为还考虑了特定吸附剂的影响，但总体趋势还是与上图4一致的。
氦气☆弱氢气☆氩气☆☆氧气☆☆氮气☆☆☆甲烷☆☆☆☆☆一氧化碳☆☆☆☆☆二氧化碳☆☆☆☆☆☆乙烷☆☆☆☆☆☆☆☆乙烯☆☆☆☆☆☆☆☆丙烷☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆异丁烷☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆丙烯☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆硫化氢☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆硫醇☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆苯☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆甲苯☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆乙苯☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆苯乙烯☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆水☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆强图 2-6 示意图对各种气体吸附性能的评价注18图2-7 CMS H2型碳分子筛典型突破曲线[9] 2.4 吸附势[2] 形成吸附剂-吸附质相互作用的基本力有三类：色散力、静电力和化学键力。在吸附技术应用中，物理吸附中吸附剂与吸附质之间的作用力主要为色散力和静电力，化学吸附中吸附剂与吸附质之间的作用力主要为弱化学键力（包括π电子或π复合物等各类弱化学键）。对于物理吸附，吸附剂与吸附质之间的势能为φ=φ++++̇式中φ=色散能；=短程排斥能；=诱导能（电场与诱导偶极矩的相互作用）；=电场（F）与永久偶极矩（μ）的相互作用； = 场梯度 () 与四极子 (具有四极矩 Q) 之间的相互作用。
前两个贡献（φ + ）是“非特异性相互作用”，存在于所有吸附剂-吸附质系统中。后三个因素是由于产生电场的固体表面电荷。对于活性炭，非特异性相互作用占主导地位；对于金属氧化物、沸石和离子固体，静电相互作用通常占主导地位，但它们依赖于吸附质；对于具有四极子的吸附质，均匀场与四极子之间的净相互作用为零，但四极子与场梯度之间存在强相互作用。各种能量的函数形式总结如下，所有相互作用均以表面原子（或电荷）与吸附质分子之间的相互作用形式给出。 色散力：φ = −6排斥力：= +12 (一个离子的)电场和感应点偶极矩：122= − = − 4222 (4 ∈ )0 (一个离子的)电场和点偶极矩：19= − = −2(4 ∈ )0场梯度()和线性点四极矩：̇21 ̇(3 − 1)̇ = = −424 (4 ∈ )0其中：A、B为常数；α=极化率；F=电场；q=表面离子电子电荷；∈=真空介电常数；μ=永久偶极矩；θ=电场或电场梯度的方向与偶极矩或线性四极矩的轴之间的角度；Q=线性四极矩（正或负）；r=两个相互作用分子中心之间的距离。 在五种相互作用类型中，非特定相互作用（φ +）是非静电的，决定其性质的最重要因素（包括）是极化率α。
通常α随分子量的增加而增大，因为分子量越大，所带电荷越多，参与极化的电子也越多。色散能也随磁化率χ的增加而增大，但不如α增大那么多，而且磁化率对色散能的贡献随分子量的增加而增大。弱化学键吸附的典型情况是π配位键吸附，这种以π络合为基础的吸附剂称为π络合物吸附剂。这些过渡金属（通常为Ag或Cu阳离子）及其离子在与吸附质分子（如具有π键的CO或烯烃）相互作用时，通常以s轨道形成σ键，其d轨道可将电子云反馈到被结合分子的π轨道上。化学键力一般大于范德华力，虽然可以提高吸附的选择性，但过大的化学键力不利于吸附剂的再生。 从经验上看，当键能低于15~/mol(62.79~83.72KJ/mol)时，吸附是“可逆的”，即可以通过变温度或变压力的工业操作实现脱附。吸附剂与吸附质之间的键能主要取决于：1)吸附剂表面阳离子s轨道的外层空间；2)吸附分子的π电子总数及阳离子s轨道获得这些电子的难易程度；3)阳离子d轨道电子数及吸附分子获得这些电子的难易程度。2.5吸附分离机理[2]吸附分离的作用机理有三种：空间效应、动力学效应和平衡效应。
空间效应主要表现为分子筛的筛选作用，较小和形状适应的分子扩散进入吸附剂，而其他大分子则被阻挡在外。空间效应的两个代表性应用是3A分子筛干燥和5A分子筛分离正构烷和正构烷。动力学分离的机理是不同分子具有不同的扩散速率。动力学分离目前主要用于吸附空气分离。氧在碳分子筛上的扩散速率是氮的30倍。大多数吸附分离过程都是基于混合物的平衡吸附，称为平衡吸附过程。2.6 吸附的热力学基础2.6.1 吸附平衡吸附与解吸（或脱附）都是可逆过程，根据吸附速率与解吸速率的差异，分别呈现吸附、平衡、解吸的总体现象。 a.当吸附速率大于解吸速率时，呈现吸附现象；b.当吸附速率小于解吸速率时，呈现解吸现象；c.当吸附速率等于解吸速率时，为吸附-解吸平衡，简称吸附平衡。吸附过程开始时，吸附剂上有大量活性表面，吸附的吸附质分子数大大超过离开表面的分子数。但随着吸附的进行，吸附剂表面逐渐被吸附质分子所覆盖，吸附剂表面的吸附容量逐渐减小，直至吸附速率等于解吸速率，达到吸附平衡（）。在密闭容器内，吸附剂与吸附质充分接触，达到吸附平衡，称为静态吸附平衡（）。
一定量的吸附质与惰性气体流混合，以一定的流速通过吸附剂固定床，吸附质在流动状态下被吸附剂吸附，最终达到吸附平衡，称为动态吸附平衡（）。静态吸附多用于实验室吸附剂或其他类似的多孔材料，以测试比表面积；动态吸附更符合吸附装置的实际工况，因此吸附剂-吸附质的动态吸附数据是工业吸附装置设计的重要参考。2.6.2吸附等温线为了解释吸附过程的本质，出现了各种各样的理论。在这些理论中，至今尚无一种理论可以描述所有的吸附现象。尚无完善的吸附理论，因此吸附装置的工业设计目前主要依靠半理论、半经验公式逐步放大。其中，仍以经验系数和成功案例数据依据为主，相关的吸附理论尚未受到足够的重视。 应用与理论是相互影响的，有时理论发展快于应用，有时应用发展快于理论，但在这个过程中，二者可以互相促进发展，达到同步发展的效果。有些吸附理论虽然可以完美地解释吸附现象的某些方面，但不能用来解释吸附现象的其他方面。这些理论的适用性取决于吸附质和吸附剂的性质，以及吸附的具体条件。不论对吸附机理的解释有多么不同，各种理论都认为，吸附剂吸附的吸附质的量与吸附气体的压力和吸附过程的温度有关，即q=f(P,T)式中：q—吸附剂单位重量（或体积）吸附物质的量（吸附量）；P—气相中平衡时吸附组分的分压；T—吸附过程的温度。
一般来说，吸附剂对吸附质的吸附量q与操作温度T成反比（如图2-9所示），与吸附组分的分压P成正比（如图2-9~2-14所示）。当温度（T）一定时，称为等温吸附线；当压力（P）一定时，称为等压吸附线；当吸附量一定时，称为等量吸附线。最常用的是等温吸附线。需要强调一下分压（）的概念。分压是指混合气体中某一组分在相同温度下占混合气体相同体积时所形成的压力。定义任意混合气体（无论是理想气体还是真实气体）中任意组分B的分压为：p=p×yBB 式中：p —组分B的分压；Bp—混合气体体系的压力； y —组分B的摩尔分数。B因此，分压的变化形式主要有两种：一是体系压力的变化引起该组分分压的变化；二是相应组分的摩尔分数变化引起该组分分压的变化。这两点恰恰是变压吸附过程中吸附剂再生时实现杂质组分脱附的两个非常重要的手段。2.6.3 吸附等温线类型1985年，IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)建议将物理吸附等温线分为6种类型[9]，如图2-8所示。
图2-吸附等温线的分类I型等温线向P/P轴弯曲，随后的曲线为水平（或接近水平），吸附量接近某一极限值，是典型的等温线。由于吸附量受进入微孔的吸附气体体积的制约，而不是内表面积的制约，因此吸附量趋于饱和。外表面相对较小的微孔材料（如活性炭、沸石分子筛和某些多孔氧化物）具有I型等温线，其特点是当P/P0很低时，吸附量急剧增加，达到饱和。 这是因为微孔内吸附剂-吸附质相互作用增强，在极低的相对压力下就能填充微孔，但当达到饱和压力（P/P ＞0.99）后，可能会发生吸附质聚集，导致曲线上升。I(a)为微孔较窄材料的吸附等温线，一般孔径小于1nm；I(b)为微孔孔径分布范围较宽，一般孔径小于2.5nm。II型等温线反映不受限制的单层-多层吸附，有明显的拐点B，从该点开始有一个近似线性部分，随后迅速上升，在P/P = 1时仍无饱和迹象，说明单层覆盖与多层吸附的叠加。
无孔或大孔材料产生的气体吸附呈现II型等温线。22III型等温线也属于无孔或大孔固体材料，但没有拐点B，因此没有可识别的单分子层形成，吸附材料与吸附气体之间的相互作用相对较弱，吸附分子聚集在表面最吸引人的部分周围。与II型等温线相比，在P/P处的吸附量有限。0IV型等温线主要来自介孔（2~50nm）吸附材料（如氧化物胶体、工业吸附剂和介孔分子筛），介孔的吸附特性由吸附剂-吸附质之间的相互作用和凝聚态下分子间的相互作用决定。 在中孔中，在中孔壁上的初始单层 - 培养基与II型等温线的相应部分相同，但是在孔信道中发生凝结，并最终以毛细血管为特定的毛细血管散布，并在某些范围内进行了关键的尺寸。系统和温度。吸附剂和吸附物，但在较高的相对压力下，出现了一个拐点，表明簇的分子充满了孔。
用疏水性表面的微型/介孔材料的行为是V型等温线。低温下石墨化的碳黑色的柱属于VI-Type等温线。 图2-9在不同的温度下，可乐中氨的等热吸附曲线[11]图2-10硅胶中氩气的等热吸附曲线[11] 2-11硅胶中的等热吸附曲线硅胶[11]焦糖中的水蒸气[11] 24图2-14在石墨化碳黑色[12] 2.6.4吸附等温度的均匀磁滞环中，等温度滞后循环IV和v也有许多类别的均值IS，均与群体相关联。 ，如图2-15所示[10]。 具有较窄的孔尺寸分布的圆柱均匀材料具有H1型磁滞循环，例如模板的二氧化硅（MCM-41，MCM-48，SBA-15），受控的孔子玻璃和碳材料，其孔网是最明显的迹象，这是狭窄的孔。类型的磁滞回路也出现在墨水瓶孔的网格结构中，其中“孔颈”的尺寸分布宽度与孔/空腔的尺寸分布的宽度相似（例如3DON碳材料）。
H2磁滞回路是由更复杂的孔结构产生的，其中网格效应起着重要的作用。在狭窄的毛孔脖子上，由于空化控制的蒸发，孔隙阻塞或渗透是一种墨水形状的孔形材料。水热处理后，泡沫和一些有序的介孔二氧化硅。 在分层结构的聚集体中发现磁滞，导致狭窄的介孔或宏观的材料与II型吸附等温线相似。 S由大毛孔组成，并不完全由孔骨料填充。 通常可以在沸石分子筛的聚合晶体中看到它，一些介孔沸石分子筛子和微氧化碳材料是典型曲线的典型曲线。
H5类型很少见，在孔中有部分阻塞的室内材料（例如，插入的六角形模板的二氧化硅），对于特定的吸附气体和吸附温度，H3，H4和H5滞后率的脱附分支在非常狭窄的相对压力（P/P/P/P/P/P/P/per）范围内急剧下降。术语被称为等温线吸附方程（）。吸附过程，吸附量与部分压力（或浓度）成正比。 它的方程是：Q = K×CH：Q-吸附剂的吸附量；亨利系数； hc;吸附剂的表面被吸附剂覆盖2.6.5.2 方程（），假设在等温线下，吸附位点仅吸附一个吸附的分子，并且在 and 中没有相互作用。
当吸附速率和解吸速率相等时，q×= 1 + + w wery：q - ad子的最大吸附能力； K是亨利系数的，如果吸附剂具有强大的吸附能力，并且吸附物的部分压力是Q = QM，则该式的表面与完全呈现为饱和量。独立于部分压力的变化并成为常数。 重新排列后，上述公式变为：p p1 = +Q×2.6.5.3弗里德里奇方程（）等于等温度，吸附热随着覆盖范围的增加而降低（即吸附量）表明与压力p的指数分数相比，吸附量相对增加。等式在0.1和0.5之间，这意味着在超过2时很容易进行吸附，这意味着很难进行吸附。
2.6.5.4 BET方程（BET）由（），（）和（）提出的等热吸附方程被称为BET方程。在吸附剂上，这些分子可以无限地积累并吸附，并且每个分子之间的相互作用可以忽略，并且假定每个层都符合方程，可以得出BET方程，以××Q =（） - ×[1+（ - ×[1+（ - 1）×]× - 00s× - 00s× - 00× - 00s： 0q - - 第一个单层的饱和吸附量； MK - 与温度，吸附热，液化热量相关的常数。b当吸附物的平衡p占饱和蒸气压p，pp，然后：00×q0 = 1+×0 tabe k = k /p = k /p = k /p时，该方程式是方程的。以前的BET方程用于计算吸附剂的特定表面积。毛细血管凝结理论以及（）基于理论的发展等等的吸附等温方程，等等。
工业吸附剂通常包含各种尺寸的微孔。 ER吸附（请参见图2-16）；在接近饱和蒸汽压力的情况下，多层的吸附起着主要作用；在吸附剂上的轨道随着吸附物的二压增加而增加； at the same of the , the of the on the with the of the ; , the and the are to the of gas . On the , the and the will the of the gas and it. 27 2-16 curve of 2-17 of on sieve 2-18 of on 2.7 Mass in the under means that after long-term the fluid and the , the fluid the and the pores is the same, and the of the phase is also , but this is to .
在流动系统中，只能实现动态平衡。融合（）。被外表面吸附，吸附的分子可能会沿粒子内部的孔壁深处扩散，这称为表面扩散（）。 某些气体分子也可以在粒子内部的孔中扩散，这称为孔扩散（孔），在孔隙扩散期间，气体分子可能与孔隙壁表面相撞，因此，内部扩散是差异的。根据上述内容，吸附传递过程由三个部分组成，即外部扩散，内部扩散和表面吸附。
扩散在吸附中起着重要的作用梯度确定过程的驱动力。在气流中，逐渐趋于平衡。 根据吸附动力学的原理，可以通过以下公式表达吸附速率：⁄ =×（ - ）⁄： - - 吸附率的数量表达被称为总质量转移系数。
因此，通过外部扩散和内部扩散确定了吸附传递的过程大传递系数与许多变量，例如吸附剂的类型，吸附气体的组成，并且这种复杂关系的特性无法通过每种不同情况下的材料来表达质量转移的过程，因此，在大多数情况下，质量转移系数不应获得大多数。能量转移。在吸附过程中，床温度升高。 图2-23单个激活的碳床的温度趋势：1。原始气体H/CO/CO/CH/CO的组成分别为75.5％/17.0％/3.5％/4.0％，明显的速度限制为3.7厘米/s，床高度为120 cm;那就是：在足够深的位置（例如110厘米），可以清楚地看到三个独立峰和相关的峰，它们是CO吸附前线（170S），CH4吸附前（240S）和CO2吸附前（330S）。
还可以看出，要获得良好的分离效果，需要足够的床深度。在120厘米处，EL和LRC的温度趋势是LRC模型的模拟值。 但是，太高的吸附能力不利于减小压力。在设计压力的吸附装置时，通常会选择较弱的吸附剂来处理更强大的吸附物，并且选择了更强大的吸附剂，以便将较弱的吸附物用于效果。同时，在实际的压力摇摆吸附设备中，少量的渗透量可以同时渗透，并且在实际的压力摇摆吸附设备中，少量的渗透是没有问题的。文学。 2.9固定床吸附突破曲线2.9.1吸附前和吸附载荷曲线相同的吸附剂将具有均匀粒径的吸附剂加载到固定的吸附床中，并以恒定流动速率以吸附床充满吸附床的一定浓度（C）的气体混合物。
现在，假设在流动状态下，在床上的不同位置的吸附物浓度的变化。实际上，由于存在质量转移的速度，吸附阶段的平衡和吸附机制，因此情况并非如此气体混合物继续流入，吸附阵线在T3时间后继续前进。 The of the bed by the S- curve is the mass zone (Mass zone MTZ). After this mass zone is , as long as the gas flow and as the gas flow to enter, it moves along the gas flow. , the , the bed can be into three ( 2-20c): (1) zone (zone), in which the rate of the to the is equal to the rate, a state, and the no ; (2) Mass zone (Mass zone), in which the 's rate for the rate, and is in an state. The mass zone moves the in the bed over time.
较短的质量转移区，即质量转移的较小（即，质量转移系数越大），并且在该区域中，床中的吸附率越高；杂质替代有效的组件和杂质成分在图2-20中被“保留”。可以在吸附物上吸附的吸附量，吸附载荷曲线（图2-22A）可以得到其曲线状态。 2.9.2在吸附床中，随着气体混合物的流动，吸附率在一定时间后持续到床的出口。吸附床气体入口处的Bing附件如图2-21所示。
结果，在床层的气流方向上形成了浓度梯度，而无吸附面积逐渐变窄。床中的吸附剂在图2-22a中有效使用。
该图中的面积代表质量转移区的总吸附能力（U+V）。吸收床33h = k×z =×++公式：t +t +t-饱和时间；颗粒，气体混合物的组成和性质，气速，吸附平衡和吸附机的机理以及吸附机的温度和压力。 因此，通过研究流出曲线，可以评估吸附层和颗粒中的透射过程的性能。
但是，现有的计算方法是在许多假设下进行的。五个工厂丝绸 Group（Liu ），上海化学，1977年[4]常见吸附剂。 基本绩效和应用，liang sues，低温和特殊气，1995年[5]稀有气体生产的基本过程 - 第一次讲座中的工业吸附剂的应用和激活方法，天然气化学（C1化学和化学），1981 [6]石油化学设计手册（2015年修订版） ，1984 [8]变压器吸附气体分离原理和工业应用，Frank G.，Deep Cold ，1991 [9]碳分子的应用及其在气体分离中的应用，西德·艾希恩（West ） Mine Co.，有限公司是从“燃料”中翻译而来的，Louji（台湾）研究迷，博士学位论文，2010年[13]和床，，Jnkim，Shcho，Jdjim和，Chem.53，3951，第三部分中的装置的工作原理是在稳定的床上，依次依赖床上的情况。 。
为了实现稳定和连续生产的目的，需要切换再生链接，以实现吸附床层的再生，使吸附杂质的吸附性杂质并净化床层以使吸入床的吸附和再生（或循环）的整个过程。对吸附塔的吸附塔的吸附塔，严格来说，在冲洗和真空的最后一刻，吸附塔的再生是底层的，但是床层无法转换为床位。 ING。 为了实现吸附和分离的经济性，除了选择具有良好吸附性能的吸附剂外，选择适当的吸附回收方法也很重要。
吸附剂的深度决定了流出产品的纯度，并且还会影响吸附剂的吸附能力；附着的质量在相同的吸气附件下，吸收剂的吸收量随着高度温度而降低，因为通常会更长的时间，因此，通常会使用加热的时间，因此很容易吸收热量。很大。
该方法的优点是步骤很简单，但是死空间中的有效组件将有一定的损失，并且吸附剂的再生深度通常不符合要求，因此通常不单独使用它，并且有必要与其他方法合作。 再生效果，但是这种方法是为了消耗电力，并且很容易引起易燃和爆炸性气体的事故。 与吸附剂相比，吸附能力稍强或稍弱（求解培养基）促进吸从相中（（（（
The depth of the is by the of in the of air, the of the , the of the , and the of the in the gas . The loop time of the long use low loss is for high of , low blood , , low fast cycle, use of . Under the case of , it is to a large of gas when the is . , it is not used to the . The of gas is in . The of needs to to be used . For , the is to first the , then the and the . , the small stock is to be in the of and the . in are also the of bed layer the steps such as and .
3.2 load of beds. 3-1 of the bed in the cycle be noted that no what of is used, the of the of the bed in the bed will not be zero, that is, the in-bed agent be . 3-1 curve 2 shows the of this part of the in the bed. The load on the depth of the bed. load will until a new batch of need to be . 3.3 The and the are into two to the of agent: the (SWING) and the (SWING).
3-2 the of these two . The seat is with the sub- of the . The of the bed is out from the of . , the is still a used gas . the cycle cycle is short, the heat is not as good as the , and it can be used for . , the by heat and heat is not large. The range is only a few . It can be seen as an equal . The of the , , the of , , and are by .
3.3.3 Basic steps of work For the cycle, there are five basic steps: 1. () 37 The ( ) of the bed, the ( ) is into the raw gas . The layer is from to close to . , the is (-UP) to the on the bed, which is to the from the . The weak gas is by the of the bed layer. , the cold flows the bed. The is by the , and the weak flows out of the other end of the bed.
2. () to the of the , the , , and is used to the . Until the , then the of the load and of the in a cycle in 3-3. The of the in the of fixed has also with the of the new 38 . For , the of the sieve has the of . The of has the of . 3.4.1 A good of (A) is the basic for the .
The of the also takes into the and of (B). The of is . This is also the basis of the from a - bed or a agent to a multi -layer and multi - agent bed layer and multi -stage bed. The size of the dead space the yield of . D. The of the H 61%, CO35.8%, and CO 3.2% show that 22 are 86% of CO <50ppm, CO ≈0, and rate. At the same time, it that after a long of , CO22 does not in the . Make the reach the level. NH3 can be by .
AR3 ~ 4%, nh 1 ~ 2%) 2243 uses oxide as a . The final is , N 36ppm, no NH. The of the gas (40 ° C) 39 3-5 The of a of to gas (40 ° C) 3-6 The of a of 5A sieve (40 ° C) 3.4.2 The other point of the of the is as large as (C) of the so- . : There is a two - , where A is a ; B is a weak . Their is , and the of A and B are: 40 ××××× k = 0; K = 0 × ××× ×× 00 In the type: Q — the of in the bed A or B in the state; P, T — and in the state of work; The value is: 1V = − So the α is: k + 1α = k + 1 Table 3-2 of to 3 2 422 agent 4222 2 23 (dead 0.85cm /g) 6.4 1.31 1.86 1.42 2.9 2.05 3.83 (dead 1 dead 1 .45cm /g) 2.09 2.07 2.84 1.37 6.97 5.1 14.4 Table 3-3 The of in the are into 2 442 agent 4222 2 23 1 5A sieve (dead 1.11 CM /G) 1.793.15 1.4 2.5 9.65 17.2 6.93 2 wire light blood (0.85 cm /g) 1.182.23 1.39 1.65 15.5.5 15.5 5 18.5 11.23 13X sieve (dead of 1.33 CM /G) 1.584.7 1.52 2.4812.6 5.25 Note 1: in Union; Note 2: in Linde.
Note 3: The H /CO was for H /CH, H /N as H /CO, H /CH as H /N, 2.09 22 4 222 42 2 2.00, check the , and other . Some are in the dead (gas phase), and the other part is () by the . Its sum is the ratio of a in the bed; the ratio of the of the of in the of weak and the is the of . The of the two not be less than 2. 3.4.3 强度在吸附床运行过程中因床内压力周期地变化，气体短时间内进入、排出，吸附剂应有足够的机械强度（D），以减少破碎和磨损。破碎的吸附剂粉末会流出吸附塔，造成吸附塔顶部出现未填充空间，引起吸附剂在工作过程中“流动”摩擦，加速吸附剂粉化。
In , the of agent will also cause local , cause in the bed, and such as flow and flow. The will not run . In the bed, the agent used in gas is shown in Table 3-4 if the is by gas . Any agent that to the oil, of the use of up or of , can not be . , the oil in the gas must be , and some need to be added to avoid the to avoid in the use. Table 3-4 The used used by gas gel sieve CO /CH, gas, etc. √2 4 Air √ air of or √ CO2 √ √ 表 in of √ gas CO2 √ √ √ √ √ 气 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 3.5 The of must be in the .
The step is to the of , that is, the of the gas. After the , the type is the . The are used as a weak and , and the gas is as a . [1] , Barry, Dahua , 1990 [2] (2015 ) III · Unit , , Press, 2015 [3] and , RALPH Yang, Press, 2010 [4] Law, [5 5] ] The two forms of the two (/) of the of the of the two