吸附动力学及动态学课件.pptVIP

1.3吸附动力学及动态学第一章吸附及吸附过程1.1吸附及吸附平衡吸附作用，物理吸附，化学吸附，吸附势能曲线，吸附平衡，平衡吸附量。1.2吸附热力学吸附等温线、吸附等（温）压线、等量线，吸附等温方程，吸附热及其测定。1.3吸附动力学及动态学吸附速率，吸附传质过程、吸附动力学方程，流出曲线及其测定，吸附传质区、吸附前沿。2024/3/20星期三吸附过程及应用1

1.3吸附动力学及动态学1.3吸附动力学及动态学n吸附动力学主要研究吸附质在吸附剂颗粒内的扩散性能，通过测定吸附速率，计算微孔扩散系数，进而推算吸附活化能。n吸附动态学（或称动态吸附）主要研究吸附剂床层内的传质层性能及其影响因素。2024/3/20星期三吸附过程及应用2

1.3吸附动力学及动态学1.3吸附动力学及动态学(1)吸附速度?在单位时间内被单位体积(或质量)吸附剂所吸附的物质量称为吸附速度。ü吸附速率曲线?可用与测定吸附等温线相同的方法，在不同吸附时间测得吸附量，以吸附量为纵坐标，时间为横坐标绘图，即可得到吸附速率曲线。?右图为正己烷在5A分子筛上的吸附速率曲线正己烷在不同生产厂的5A分子筛上的吸附速率曲线（30℃）2024/3/20星期三吸附过程及应用3

1.3吸附动力学及动态学1.3吸附动力学及动态学(2)吸附的传质过程n吸附剂都是内部拥有许多孔的多孔物质。以气相吸附质在吸附剂上的吸附过程为例，吸附质从气体主流到吸附剂颗粒内部的传递过程分为两个阶段：ü第一阶段是从气体主流通过吸附剂颗粒周围的气膜到颗粒的表面，称为外部传递过程或外扩散。ü第二阶段是从吸附剂颗粒表面传向颗粒孔隙内部，称为孔内部传递过程或内扩散.2024/3/20星期三吸附过程及应用4

1.3吸附动力学及动态学(2)吸附的传质过程n这两个阶段是按先后顺序进行的，在吸附时气体先通过气膜到达颗粒表面，然后才能向颗粒内扩散，脱附时则逆向进行。n内扩散过程有几种不同情况，参见右图。ü气体分子到达颗粒外表面时，一部分会被外表面所吸附。而被吸附的分子有可能沿着颗粒内的孔壁向深入扩散，称为表面扩散。ü一部分气体分子还可能在颗粒内的孔中向深入扩散，称为孔扩散。ü在孔扩散的途中气体分子又可能与孔壁表面碰撞而被吸附。2024/3/20星期三吸附过程及应用5

1.3吸附动力学及动态学(2)吸附的传质过程?内扩散是既有平行又有顺序的吸附过程，它的过程模式可表达为：ü吸附传递过程由三部分组成，即外扩散、内扩散和表面吸附。吸附过程的总速率取决于最慢阶段的速率。2024/3/20星期三吸附过程及应用6

1.3吸附动力学及动态学(3)扩散系数n扩散过程在吸附中占有重要地位。由于分子热运动，在没有外力作用下扩散过程能自发地产生。?按照费克定律，时间t内扩散穿过表面F的物质数量G与浓度(c)梯度成正比(n扩散距离)。浓度梯度决定了过程的推动力。ü式中D为扩散系数，负号表示扩散是向浓度低的方向进行。ü扩散系数随扩散物质的性质而异，通常以实验方法测定，从有关手册中也可查得。2024/3/20星期三吸附过程及应用7

1.3吸附动力学及动态学(4)吸附动力学方程n按吸附动力学原理，吸附速度可用下式表示：dq/dt—吸附速度，在单位时间内被单位体积(或质量)吸附剂所吸附的物质量；c—吸附质在气体中的含量；y—与吸附剂所吸附的物质量成平衡的气体浓度；k—从气流到吸附剂表面的质量传递系数，也称总传质系数。2024/3/20星期三吸附过程及应用8

1.3吸附动力学及动态学(5)传质系数n以扩散方式到达吸附剂表面的物质量由费克定律确定，该物质量应等于按吸附动力学方程所求得的吸附质的量：ü对于物理吸附，由于表面吸附的速度极快，几乎是瞬间完成，故吸附对吸附动力学过程的影响可以忽略不计；吸附传递的动力学过程是由外扩散和内扩散所决定。ük表示外扩散过程的传质系数，k表示内扩散过程的传质系数，则总传1质系数与外、内扩散系数有下列关系：2?传质系数与许多变量，如，吸附剂种类、被吸附的气体组成以及吸附工况等性质有关。2024/3/20星期三吸附过程及应用9

1.3吸附动力学及动态学作业查文献、综述吸附过程扩散系数测定和计算方法。n2024/3/20星期三吸附过程及应用10

1.3吸附动力学及动态学(6)固定床吸附动态学p吸附动态学（或称动态吸附）是研究固定床层中的吸附动态行为，即研究吸附床层中的工作层（或称传质层）（MessTransferZone）—MTZ的动态行为。2024/3/20星期三吸附过程及应用11

1.3吸附动力学及动态学(6)固定床吸附动态学n恒温固定床吸附柱的连续性方程n恒温低浓度单组份流体通过体颗粒填充的圆柱固定床层时，床层内