吸附的案例
什么是變壓吸附？變壓吸附有什么具體應(yīng)用？
在實(shí)際應(yīng)用中，以氣體分子擴(kuò)散速率作為研究指標(biāo)，因分子直徑大小不同，吸附效果不同，以此達(dá)到區(qū)分氣體的目的。以N2和O2兩種氣體分離為例，利用吸附劑選擇性吸附氣體，在壓縮空氣過程中，N2和O2分別位居不同集，采用此方法大量提取N2。下圖為吸附劑動(dòng)力學(xué)曲線。
上圖中，描繪了吸附劑在吸附N2和O2時(shí)，隨著時(shí)間的推移對(duì)應(yīng)的吸附量大小。通過觀察上圖中的變化曲線可以很明顯的看出，隨著時(shí)間的推移，O2吸附量很快就達(dá)到了飽和，30min后不再吸附，雖然N2吸附速度較慢，但是隨著時(shí)間的推移，始終在吸附，并且吸附速度較慢。依據(jù)此原理，可以通過調(diào)節(jié)吸附劑吸附時(shí)間來分離N2和O2。
02
技術(shù)優(yōu)勢
①成本低。該分離技術(shù)操作簡單，不需要提供大量設(shè)備，通過更換吸附劑即可保證裝置得以正常運(yùn)行，滿足氣體分離要求。因此，利用此項(xiàng)技術(shù)分離氣體，運(yùn)行成本低，在資金方面具有一定優(yōu)勢。
②能耗低。該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用獨(dú)特的氣體分子篩裝填技術(shù)，依據(jù)氣體分離需求，開啟回收、提取氣體裝置，完成氣體分離操作。整個(gè)作業(yè)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)消耗能量較少，總能耗偏低。
③智能化。此項(xiàng)分離技術(shù)采用人機(jī)界面處理方式，用戶在計(jì)算機(jī)操作界面，依據(jù)氣體分離需求下達(dá)操作命令，即可實(shí)現(xiàn)氣體分離，減少了人工搬運(yùn)等環(huán)節(jié)，大量節(jié)省了人力資源，實(shí)現(xiàn)智能化氣體分離。
④個(gè)性化。該技術(shù)的應(yīng)用不是固定不變的，而是根據(jù)用戶需求，設(shè)置提取氣體種類、氣體濃度等參數(shù)，根據(jù)參數(shù)設(shè)置結(jié)果，為用戶提供個(gè)性化服務(wù)。開啟此裝置后，按照提取需求，從中分離類型、濃度等滿足要求的氣體。
展開 活性炭吸附箱的吸附能力有多強(qiáng)
活性炭吸附箱與風(fēng)機(jī)安裝，被處理的廢氣由風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力，正壓或負(fù)壓進(jìn)入活性炭吸附塔體，由于活性炭固體表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學(xué)鍵力，因此當(dāng)此固體表面與氣體接觸時(shí)，就能吸引氣體分子，使其濃聚并保持在固體表面，污染物質(zhì)從而被吸附，廢氣經(jīng)過濾器后，進(jìn)入活性炭吸附塔體，凈化氣體高空達(dá)標(biāo)排放。活性炭是一種黑色粉狀、粒狀或丸狀的無定形具有多孔的炭。主要成份為炭，還含有少量[氧、氫、硫、氮、氯。]也具有石墨那樣的精細(xì)結(jié)構(gòu)，只是晶粒較小，層層不規(guī)則堆積。具有較大的表面積。有很強(qiáng)的吸附能力，能在它的表面上吸附氣體，液體或膠態(tài)固體。對(duì)于氣、液的吸附可接近于活性炭本身的質(zhì)量的。吸附現(xiàn)象是發(fā)生在兩個(gè)不同相界面的現(xiàn)象，吸附過程就是在界面上的擴(kuò)散過程，是發(fā)生在固體表面的吸附，這是由于固體表面存在著剩余的吸引力而引起的。吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附；物理吸附亦稱范德華吸附，是由于吸附劑與吸附質(zhì)分子之間的靜電力或范德華引力導(dǎo)致物理吸附引起的，當(dāng)固體和氣體之間的分子引力大于氣體分子之間的引力時(shí)，即使氣體的壓力低于與操作溫度相對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓，氣體分子也會(huì)冷凝在固體表面上，物理吸附是一種放熱過程。化學(xué)吸附亦稱活性吸附，是由于吸附劑表面與吸附質(zhì)分子間的化學(xué)反應(yīng)力導(dǎo)致化學(xué)吸附，它涉及分子中化學(xué)鍵的破壞和重新結(jié)合，因此，化學(xué)吸附過程的吸附熱較物理吸附過程大。在吸附過程中，物理吸附和化學(xué)吸附之間沒有嚴(yán)格的界限，同一物質(zhì)在較低溫度下生物理吸附，而在較高溫度下往往是化學(xué)吸附。活性炭纖維吸附以物理吸附為主，但由于表面活性劑的存在，也有一定的化學(xué)吸附作用。 活性炭吸附塔產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)：吸附效率高，效果明顯，適用面廣；維護(hù)方便，無技術(shù)要求；能同時(shí)處理多種混合廢氣。活性炭吸附塔產(chǎn)品缺點(diǎn)：運(yùn)行成本相對(duì)較高.
展開 :多孔配位聚合物中開孔吸附機(jī)理和S型吸附等溫線的理論探討
其中一些為柔性框架，受到外部刺激(如氣體吸附、光照和溫度變化)可觸發(fā)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)變化。特別地，開孔吸附具有相當(dāng)大的意義，因?yàn)橛蓺怏w分子吸附引起的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?cè)鰪?qiáng)了隨后的氣體吸附。 這種行為可將含有幾種具有類似物理化學(xué)性質(zhì)的氣體分子如CO/N2的混合物分離。為了在分子水平上進(jìn)一步理解PCP的開孔吸附，研究人員已經(jīng)進(jìn)行了基于熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的理論研究，然而對(duì)開孔吸附機(jī)理的了解仍然有限。
【成果簡介】
近日，日本京都大學(xué)Shigeyoshi Sakaki教授、Susumu Kitagawa 教授(共同通訊作者)等通過理論計(jì)算闡明開孔吸附機(jī)理在某些PCP中的工作原理，并在J. Am. Chem. Soc.上發(fā)表了題為“Theoretical Insight into Gate-Opening Adsorption Mechanism and Sigmoidal Adsorption Isotherm into Porous Coordination Polymer”的研究論文。作者選擇 [Fe(ppt)2]n(PCP-N, Hppt = 3-(2-吡嗪基)-5-(4-吡啶基)-1,2,4-三唑)及其類似物[Fe(dpt)2]n(PCP-C, Hdpt = 3-(2-吡啶基)-5-(4-吡啶基)-1,2,4-三唑)對(duì)CO2的吸附作為實(shí)例。上述兩種PCP顯示出有趣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(i)在PCP-N中可觀察到開孔CO2吸附；(ii)PCP-N吸附CO2后產(chǎn)生了非常復(fù)雜的獨(dú)特吸附等溫線；(iii)盡管兩種PCP之間存在微小的差異，但PCP-C具有非開孔CO2吸附以及常規(guī)Langmuir型吸附等溫線。
展開 在 COMSOL 中模擬表面吸附
本文我們將討論化學(xué)物質(zhì)通過吸附作用附著到表面時(shí)的特性。吸附在許多催化和傳感過程中起著至關(guān)重要的作用，因此我們要考慮如何將吸附包含到化學(xué)模型中。
什么是吸附？
有時(shí)候，化學(xué)物質(zhì)會(huì)吸附在表面上，這種現(xiàn)象可能發(fā)生在氣相中的固體表面以及浸沒在液體溶液中的固體表面。化學(xué)物質(zhì)在表面上聚集的能力在傳感和分離過程中都非常有用，這也是催化反應(yīng)的一種方式。在本系列的第一篇文章中，我們討論了為什么表面通常具有獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)。
粘附在表面的過程稱為吸附。請(qǐng)不要將吸附與吸收一詞混淆，吸收是指一種化學(xué)物質(zhì)被吸收到固體或溶液中。
BET 多層吸附示意圖，這是吸附的其中一種類型。圖片由 Life of Riley 提供。在CC BY-SA 3.0許可下使用，通過Wikimedia Commons分享。
吸附可能涉及表面與被吸附物之間的化學(xué)鍵形成(化學(xué)吸附)或者涉及表面與被吸附物之間通過氫鍵或范德華力等分子間作用力產(chǎn)生的吸引（物理吸附)。一般來說，物理吸附分子在表面上更容易發(fā)生移動(dòng)，吸附力也比較弱。
等溫吸附
吸附過程可以描述為平衡反應(yīng)：
其中，氣相中的化學(xué)物質(zhì) A(g) 稱為吸附物：它以一定的吸附速率被吸附，然后以一定的解吸速率進(jìn)行解吸。
我們?nèi)绾螐臄?shù)學(xué)上描述這個(gè)平衡反應(yīng)呢？最簡單的方法之一是美國物理化學(xué)家 Irving Langmuir 發(fā)現(xiàn)的。
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活性炭吸附箱的工作原理
活性炭吸附箱與風(fēng)機(jī)安裝，被處理的廢氣由風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力，正壓或負(fù)壓進(jìn)入活性炭吸附塔體，由于活性炭固體表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學(xué)鍵力，因此當(dāng)此固體表面與氣體接觸時(shí)，就能吸引氣體分子，使其濃聚并保持在固體表面，污染物質(zhì)從而被吸附，廢氣經(jīng)過濾器后，進(jìn)入活性炭吸附塔體，凈化氣體高空達(dá)標(biāo)排放。活性炭是一種黑色粉狀、粒狀或丸狀的無定形具有多孔的炭。主要成份為炭，還含有少量[氧、氫、硫、氮、氯。]也具有石墨那樣的精細(xì)結(jié)構(gòu)，只是晶粒較小，層層不規(guī)則堆積。具有較大的表面積。有很強(qiáng)的吸附能力，能在它的表面上吸附氣體，液體或膠態(tài)固體。對(duì)于氣、液的吸附可接近于活性炭本身的質(zhì)量的。吸附現(xiàn)象是發(fā)生在兩個(gè)不同相界面的現(xiàn)象，吸附過程就是在界面上的擴(kuò)散過程，是發(fā)生在固體表面的吸附，這是由于固體表面存在著剩余的吸引力而引起的。吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附；物理吸附亦稱范德華吸附，是由于吸附劑與吸附質(zhì)分子之間的靜電力或范德華引力導(dǎo)致物理吸附引起的，當(dāng)固體和氣體之間的分子引力大于氣體分子之間的引力時(shí)，即使氣體的壓力低于與操作溫度相對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓，氣體分子也會(huì)冷凝在固體表面上，物理吸附是一種放熱過程。化學(xué)吸附亦稱活性吸附，是由于吸附劑表面與吸附質(zhì)分子間的化學(xué)反應(yīng)力導(dǎo)致化學(xué)吸附，它涉及分子中化學(xué)鍵的破壞和重新結(jié)合，因此，化學(xué)吸附過程的吸附熱較物理吸附過程大。在吸附過程中，物理吸附和化學(xué)吸附之間沒有嚴(yán)格的界限，同一物質(zhì)在較低溫度下生物理吸附，而在較高溫度下往往是化學(xué)吸附。活性炭纖維吸附以物理吸附為主，但由于表面活性劑的存在，也有一定的化學(xué)吸附作用。? 活性炭吸附塔產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)：吸附效率高，效果明顯，適用面廣；維護(hù)方便，無技術(shù)要求；能同時(shí)處理多種混合廢氣。活性炭吸附塔產(chǎn)品缺點(diǎn)：運(yùn)行成本相對(duì)較高。
展開 活性炭吸附箱的工作原理?
活性炭吸附箱作為低濃度揮發(fā)性廢氣處理技術(shù)應(yīng)用具有重要的意義。這種治理技術(shù)在當(dāng)前的發(fā)展中，適用性廣泛。從而實(shí)現(xiàn)低濃度VOCs污染的有效治理，使排放的VOCs濃度符合規(guī)定的。 活性炭吸附箱介紹： 活性炭廢氣處理吸附箱工業(yè)廢氣處理設(shè)備，也叫活性炭凈化塔（活性炭吸附塔)，它是一種干式廢氣處理裝置。在實(shí)際應(yīng)用中，它是根據(jù)廢氣污染因子的不同設(shè)計(jì)出吸附時(shí)間（濃度)，再根據(jù)處理廢氣的風(fēng)量確定吸附面積，根據(jù)每一個(gè)企業(yè)設(shè)計(jì)方案，以確保活性炭吸附箱在較佳吸附狀態(tài)。 活性炭吸附箱的特點(diǎn)： 1、吸附作用高，吸附容量大，適用面廣； 2、維護(hù)方便，無技術(shù)要求； 3、比表面積大，良好的選擇性吸附，能同時(shí)處理多種混合廢氣； 4、活性炭具有來源廣泛價(jià)格等特點(diǎn)； 5、吸附作用高； 6、操作簡易。 活性炭吸附箱吸附工作原理： 活性炭吸附箱中所用活性炭產(chǎn)品的性能指標(biāo)可分為物理性能指標(biāo)、化學(xué)性能指標(biāo)、吸附性能指標(biāo)三種性能。活性炭的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附主要發(fā)生在活性炭去除液相和氣相中雜質(zhì)的過程中。活性炭的多孔結(jié)構(gòu)提供了大量的表面積，從而使其容易達(dá)到吸收收集雜質(zhì)的目的。就象磁力一樣，分子之間都具有相互引力。正因?yàn)槿绱耍钚蕴靠妆谏系拇罅康姆肿涌梢援a(chǎn)生大的引力，從而達(dá)到將介質(zhì)中的雜質(zhì)吸引到孔徑中的目的。指出的是，這些被吸附的雜質(zhì)的分子直徑是要小于活性炭的孔徑，這樣才可可能雜質(zhì)被吸收到孔徑中。這也就是為什么我們通過不斷地改變?cè)牧虾突罨瘲l件來創(chuàng)造具有不同的孔徑結(jié)構(gòu)的活性炭，從而適用于各種雜質(zhì)吸收的應(yīng)用。 主要應(yīng)用領(lǐng)域 包括： 電子元件生產(chǎn)、電池（電瓶）生產(chǎn)、酸洗作業(yè)車間、實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)、電鍍廠，冶金、化工廠、生產(chǎn)廠、涂裝車間、食品及釀造、家具生產(chǎn)活性炭吸附箱可與噴漆室、烘干室和噴、烘兩用室配套使用，用于處理所產(chǎn)生的廢氣。
展開 工業(yè)廢氣環(huán)保設(shè)備凈化活性炭吸附箱
活性炭吸附凈化箱，又稱活性炭吸附塔(活性炭廢氣吸附箱)，是一種干燥廢氣處理設(shè)備。工廠車間從事生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生刺激性污染物和其他有害氣體，對(duì)自然生態(tài)和工廠環(huán)境造成空氣污染危害。因此，有必要收集噴漆線排放的廢氣，并制作一套污染防治設(shè)備，在排放到大氣中之前，將廢氣處理到符合環(huán)保要求的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，以免造成環(huán)境和人員危害。
活性炭吸附箱是一種過濾吸附有機(jī)廢氣的環(huán)保裝置。活性炭吸附箱可以由不銹鋼、碳鋼、PPB等材料制成。本發(fā)明具有吸附效率高、適用范圍廣、維護(hù)方便、能夠處理各種混合廢氣的優(yōu)點(diǎn)。活性炭具體具有去除苯、TVOC等有害氣體和消毒除臭的功能。活性炭吸附塔現(xiàn)在廣泛用于處理電子原廠生產(chǎn)、電池(電池組)生產(chǎn)、化工、醫(yī)藥、食品等有機(jī)廢氣。
活性炭廢氣吸附箱是一種高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的有機(jī)廢氣凈化處理設(shè)備。是一種廢氣過濾和臭氣吸附的環(huán)保設(shè)備產(chǎn)品。該裝置是凈化高濃度有機(jī)廢氣和噴漆廢氣的吸附裝置。它利用活性炭本身的高強(qiáng)度吸附力，結(jié)合風(fēng)扇作用吸附有機(jī)廢氣分子，對(duì)有機(jī)溶劑廢氣具有良好的吸附效果。
活性炭吸附箱之所以非常受歡迎，是因?yàn)榫哂幸韵滤拇筇攸c(diǎn)：
（1）吸附效率高，可同時(shí)處理多種混合有機(jī)廢氣，凈化效率高。
（2）占地面積小，易于維護(hù)，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，維護(hù)管理簡便，運(yùn)行成本低。
（3）適應(yīng)力強(qiáng)，室內(nèi)外全密封使用，適用范圍廣。
（4）安全環(huán)保，自動(dòng)控制操作，操作簡單安全。
活性炭吸附凈化箱可以吸附回收苯、醇、酮、李子、酯、汽油等有機(jī)溶劑中的廢氣，更適合風(fēng)量小、濃度高的廢氣處理。因此，可用于噴涂、食品加工、印刷電路板、半導(dǎo)體制造、化工、電子、制革、乳膠制品、造紙等行業(yè)。
展開 光氧活性炭吸附工藝應(yīng)用于含有異味有機(jī)廢氣的處理
光氧活性炭一體機(jī)是UV光氧凈化器+活性炭箱兩種設(shè)備的完美結(jié)合，利用UV光氧凈化器的紫外線光和活性炭吸附箱的吸附效果相結(jié)合，對(duì)工業(yè)廢氣進(jìn)行協(xié)同凈化處理。
二、工作原理
UV光氧催化設(shè)備徹底分化的工業(yè)VOCs有機(jī)廢氣再進(jìn)入活性炭吸附箱內(nèi)部，眾所周知活性炭具有很強(qiáng)的吸附才能，能將有機(jī)廢氣牢牢的吸附在活性炭外表。因?yàn)榛钚蕴客獗泶嬖谥雌胶夂臀达枬M的分子引力或化學(xué)鍵力，因而活性炭與氣體接觸時(shí)，就能吸引氣體分子，使其濃聚并保持在固體外表，廢氣中的污染物被吸附在固體外表上，使其與氣體混合物別離，到達(dá)凈化目的。正藍(lán)環(huán)保的活性炭吸附箱選用蜂窩狀的活性炭，具有較大的比外表積，廢氣吸附效果好，并且還具有較好的通透性。
活性炭光氧一體機(jī)廢氣處理設(shè)備，活性炭吸附箱當(dāng)廢氣由風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力，負(fù)壓進(jìn)入吸附箱后進(jìn)入活性炭吸附層，由于活性炭吸附劑的表面上存在著未平衡和未飽和分子引力或化學(xué)健力，因此當(dāng)活性炭吸附劑的表面與氣體接觸時(shí)，就能吸引氣體分子，使其濃聚并保持在活性炭表面，此現(xiàn)象稱為吸附。利用活性炭吸附劑表面的吸附能力使廢氣與大表面的多孔性活性炭吸附劑相接觸，廢氣中的污染物被吸附在活性炭表面上，使其與氣體混合物分離，凈化后的氣體高空排放。
展開 劉名瑞 等：基于物理吸附儲(chǔ)氫材料的研究進(jìn)展
物理吸附儲(chǔ)氫技術(shù)雖然具有明顯的技術(shù)瓶頸，但與其他儲(chǔ)氫技術(shù)結(jié)合形成復(fù)合儲(chǔ)氫體系，仍然具有很好的協(xié)同效應(yīng)，幫助提高儲(chǔ)氫效率、改善吸放氫動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)性能，是儲(chǔ)氫領(lǐng)域必要的技術(shù)分支。
關(guān)鍵詞 儲(chǔ)氫；物理吸附；碳基材料；有機(jī)骨架；水合物
作為替代石油、煤炭等化石能源的主要清潔能源之一，氫能技術(shù)的發(fā)展迎來了很大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。氫儲(chǔ)運(yùn)是氫能源大規(guī)模應(yīng)用的前提，尤其作為移動(dòng)應(yīng)用端的清潔能源汽車，目前主要采用的是高壓氣態(tài)存儲(chǔ)，面臨的主要問題是質(zhì)量儲(chǔ)氫密度低和存在安全風(fēng)險(xiǎn)等。因此，氫氣的商業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展仍需要解決氫氣儲(chǔ)運(yùn)的高密度、高安全性技術(shù)瓶頸。現(xiàn)有氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)包括高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫，其中固態(tài)儲(chǔ)氫的材料又可以根據(jù)氫氣與材料的鍵合能力及化學(xué)鍵類型分為3類：①物理吸附材料，氫氣通過物理吸附的方式以分子形態(tài)儲(chǔ)存在材料中，吸附能力一般較弱；②化學(xué)吸附材料，氫氣在材料表面解離后，通過共價(jià)鍵、金屬鍵、配位鍵等方式與材料元素形成新的化合物，結(jié)合牢固，放氫難；③復(fù)合儲(chǔ)氫材料，將物理吸附材料與化學(xué)吸附材料結(jié)合形成復(fù)合體系，通常利用納米化、添加催化劑等方式可以進(jìn)一步提升儲(chǔ)氫性能。可見，物理吸附儲(chǔ)氫技術(shù)是氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)中一個(gè)重要的分支，通過研究物理吸附儲(chǔ)氫體系的種類、技術(shù)特點(diǎn)和未來發(fā)展趨勢可以為未來氫氣儲(chǔ)運(yùn)的多元化提供技術(shù)路線，也為氫氣向商用、民用領(lǐng)域發(fā)展提供解決思路。
1 碳基材料物理吸附儲(chǔ)氫
碳基儲(chǔ)氫材料主要包括活性炭、石墨烯、碳納米管、介孔碳和碳?xì)饽z等。
展開 活性炭吸附箱有多少風(fēng)量的
活性炭吸附箱廢氣處理設(shè)備的外形尺寸取決于設(shè)備的風(fēng)量大小，風(fēng)量越大，尺寸就越大，例如：1萬風(fēng)量活性炭吸附箱常規(guī)尺寸是2500*1000*1320。 2萬風(fēng)量活性炭外形尺寸是3400*100*1320。也可以根據(jù)客戶現(xiàn)場面積大小來定制。10000風(fēng)量活性炭吸附箱的填炭量可以根據(jù)客戶不同要求定制，設(shè)備可以選擇的材質(zhì)有：2.75mm碳鋼噴漆，201不銹鋼、304不銹鋼，長寬高尺寸分別是：2.5米*1.0米*1.3米，配置：抽屜4組，柱狀活性炭200kg或者蜂窩狀活性炭100*100*100mm的332塊，進(jìn)出風(fēng)口：Φ400mm或者按照客戶要求。
活性炭吸附箱又名活性炭吸附裝置、活性炭吸附器、活性炭過濾器主要應(yīng)用于有機(jī)廢氣的處理，主要是吸附箱，內(nèi)含穿孔板、活性炭吸附層等部件。本裝置采用不銹鋼板、鍍鋅鋼板、A3碳鋼、PP板等材質(zhì)制作而成。本裝置具有節(jié)省動(dòng)力，操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)；本裝置適用于家具、木業(yè)、制革、五金建材等行業(yè)的有機(jī)廢氣處理，去除率高達(dá)85%以上。
活性炭吸附設(shè)計(jì)：
只有科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，才能保證活性炭吸附塔的吸附效果。
因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到以下幾點(diǎn)：
1.有機(jī)氣體的物理性質(zhì)：有機(jī)氣體溫度，濕度，濃度等，設(shè)計(jì)時(shí)必須了解，特別是有機(jī)氣體的濃度，這是設(shè)計(jì)活性炭塔的重要依據(jù)之一。
2.有機(jī)氣體的化學(xué)特性：有機(jī)氣體氣體量是我們?cè)O(shè)計(jì)的另一個(gè)重要依據(jù)。 此外，當(dāng)氣體中有酸性堿性氣體混合，將會(huì)腐蝕主體材料，因此還應(yīng)考慮到在兩種氣體進(jìn)入活性炭塔之前就應(yīng)先處理掉。
3.其他因素：設(shè)計(jì)處理空氣流量，設(shè)備的日常工作時(shí)間，更換活性炭的頻率; 在設(shè)計(jì)中都要向客戶詳細(xì)了解。
活性炭吸附箱的應(yīng)用范圍有哪些？
活性炭吸附箱尤為適合低濃度大風(fēng)量或高濃度間歇排放廢氣的作業(yè)環(huán)境。
展開 煉化裝置中變壓吸附（PSA）單元程控閥應(yīng)用
編 輯 | 化工活動(dòng)家
來 源 | 中石化長城能源 石油化工自動(dòng)化
作 者 | 孫震
關(guān)鍵詞 | 煉化裝置 PSA 程控閥
共 3021 字 | 建議閱讀時(shí)間 13 分鐘
導(dǎo) 讀
采用變壓吸附（PSA）進(jìn)行氣體分離的工藝原理是依靠吸附劑在物理吸附過程中所具有的兩個(gè)基本性質(zhì)：
一是對(duì)不同組分的吸附能力不同，可實(shí)現(xiàn)對(duì)混合氣體中某些組分的優(yōu)先吸附而使其他組分得以提純；
二是吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附容量隨吸附質(zhì)的分壓上升而增加，隨吸附溫度的上升而下降。
可實(shí)現(xiàn)吸附劑在低溫、高壓下吸附而在高溫、低壓下解吸再生，達(dá)到吸附劑的吸附與再生循環(huán)，進(jìn)而達(dá)到連續(xù)分離氣體的目的。
工藝流程
在某煤氣化制甲醇工藝裝置中，來自煤氣化裝置的合成氣為原料，經(jīng)過合成氣壓縮、甲醇合成、甲醇精餾等主要工藝單元生產(chǎn)合格的MTO級(jí)甲醇供下游烯烴裝置使用。
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利用MS模擬天然氣（甲烷）在多孔介質(zhì)中的吸附
吸附過程產(chǎn)生的熱為吸附熱，吸附熱的大小可以衡量吸附強(qiáng)弱的程度，吸附熱越大，吸附越強(qiáng)。模擬得到的吸附熱單位是kcal/mol，與kJ/mol換算時(shí)需要乘上4.186，一般使用Average欄中的值；研究時(shí)可對(duì)不同壓力條件下得到的吸附熱進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2、能量分布圖可進(jìn)行不同條件下的能量分布分析，試算的能量分布圖如下圖所示：
kcal/mol與kJ/mol換算時(shí)需要乘上4.186，文獻(xiàn)中能量分布圖如下圖所示：
3、吸附量
使用Materials Studio軟件進(jìn)行吸附模擬時(shí)，吸附計(jì)算結(jié)束得到的是模型中吸附的分子個(gè)數(shù)，其單位是molecular/u.c，文獻(xiàn)中通常使用以下公式計(jì)算氣體的吸附量。
式中，N表示吸附量，mmol/g；Nam表示分子個(gè)數(shù)；Na表示晶胞個(gè)數(shù)；Ms為單個(gè)晶胞的分子量，可把Na*Ms一起看作整體，即骨架的分子量，而骨架分子式可在Properties里查看；
通過上式可計(jì)算單位為mmol/g的吸附量，文獻(xiàn)中的吸附量如下圖所示：
也可將單位換算為mmol/m2：
式中，S表示晶胞的表面積，m2。分子模擬中，組分i在孔內(nèi)的總氣量為
式中，<Ni>表示孔內(nèi)組分i粒子數(shù)的系綜平均值。部分文獻(xiàn)采用mmol/m2表示吸附量，如下圖所示：
本教程僅以甲烷在石英狹縫中吸附作為示范，更深入地，可研究油氣等混合物在不同縫間距狹縫、不同孔徑的孔中吸附。
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展開 二級(jí)活性炭吸附箱工作原理
二級(jí)活性炭吸附設(shè)備工作原理及適用范圍：
活性炭是經(jīng)過活化處理后的碳，其具備比表面積大，孔隙多的特點(diǎn)，使其具有較強(qiáng)吸附能力。顆粒碳比表面積一般可達(dá)700—1200m2/g，其孔徑大小范圍在1.5nm一5um之間。其吸附方式主要通過2種途徑：一是活性炭與氣體分子間的范德華力，當(dāng)氣體分子經(jīng)過活性炭表面，范德華力起主導(dǎo)作用時(shí)，氣體分子先被吸附至活性炭外表面，小于活性炭孔徑的分子經(jīng)內(nèi)部擴(kuò)散轉(zhuǎn)移至內(nèi)表面，從而達(dá)到吸附的效果，此為物理吸附;二是吸附質(zhì)與吸附劑表面原子間的化學(xué)鍵合成，此為化學(xué)吸附。
活性炭吸附箱一般適用于大風(fēng)量、低濃度、低濕度、低含塵的有機(jī)廢氣。 影響活性炭吸附效果的因素 活性炭的吸附能力主要是受其本身的比表面積、孔隙大小、分子間力、化學(xué)鍵合成等因素影響;而在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)活性炭裝置的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是活性炭的過濾面積、過濾風(fēng)速、活性炭的層厚。 活性炭過濾風(fēng)速在《吸附法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2026—2013)中，可以查到固定床吸附，采用顆粒狀吸附劑氣體流速宜低于0.6m/s，采用纖維狀吸附劑氣體流速宜低于0.15m/s，采用蜂窩狀吸附劑氣體流速宜低于1.2m/s;過濾面積即可根據(jù)處理風(fēng)量和過濾風(fēng)速計(jì)算得出。 碳層厚度的設(shè)計(jì)，就需要結(jié)合廢氣的產(chǎn)生濃度、去除效率、活性炭的更換時(shí)長等因素進(jìn)行。一般會(huì)采用2種方式計(jì)算碳層厚度：一是，根據(jù)活性炭需要的更換周期，來確定活性炭的總的裝填量，之后再根據(jù)過濾面積計(jì)算碳層厚度。
展開 光氧活性炭吸附工藝應(yīng)用含異味有機(jī)廢氣處理
光氧活性炭一體機(jī)是UV光氧凈化器+活性炭箱兩種設(shè)備的完美結(jié)合，利用UV光氧凈化器的紫外線光和活性炭吸附箱的吸附效果相結(jié)合，對(duì)工業(yè)廢氣進(jìn)行協(xié)同凈化處理。
二、工作原理
UV光氧催化設(shè)備徹底分化的工業(yè)VOCs有機(jī)廢氣再進(jìn)入活性炭吸附箱內(nèi)部，眾所周知活性炭具有很強(qiáng)的吸附才能，能將有機(jī)廢氣牢牢的吸附在活性炭外表。因?yàn)榛钚蕴客獗泶嬖谥雌胶夂臀达枬M的分子引力或化學(xué)鍵力，因而活性炭與氣體接觸時(shí)，就能吸引氣體分子，使其濃聚并保持在固體外表，廢氣中的污染物被吸附在固體外表上，使其與氣體混合物別離，到達(dá)凈化目的。正藍(lán)環(huán)保的活性炭吸附箱選用蜂窩狀的活性炭，具有較大的比外表積，廢氣吸附效果好，并且還具有較好的通透性。
活性炭光氧一體機(jī)廢氣處理設(shè)備，活性炭吸附箱當(dāng)廢氣由風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力，負(fù)壓進(jìn)入吸附箱后進(jìn)入活性炭吸附層，由于活性炭吸附劑的表面上存在著未平衡和未飽和分子引力或化學(xué)健力，因此當(dāng)活性炭吸附劑的表面與氣體接觸時(shí)，就能吸引氣體分子，使其濃聚并保持在活性炭表面，此現(xiàn)象稱為吸附。利用活性炭吸附劑表面的吸附能力使廢氣與大表面的多孔性活性炭吸附劑相接觸，廢氣中的污染物被吸附在活性炭表面上，使其與氣體混合物分離，凈化后的氣體高空排放。
展開 Gaussian 計(jì)算靜電云圖確定吸附位點(diǎn)
計(jì)算背景：
利用高分子有機(jī)物等活性材料對(duì)有毒分子、原子、離子在真空、水溶液、有機(jī)溶液等環(huán)境下吸附，已是當(dāng)今環(huán)境科學(xué)、礦物學(xué)、土壤化學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。但如何確定最佳吸附位點(diǎn)以計(jì)算其吸附能就顯得尤為重要。
現(xiàn)階段多數(shù)物質(zhì)的吸附均依據(jù)粒子間的靜電吸附靠近，從而得到進(jìn)一步的穩(wěn)定吸附。如何確定活性材料的吸附位點(diǎn)難以從常規(guī)測試中得到，EDS測試難以識(shí)別具有相同元素的不同吸附位點(diǎn)，因此通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算化學(xué)物質(zhì)的靜電勢來確定吸附位點(diǎn)以及計(jì)算結(jié)合能是一個(gè)非常好的選擇。
主要步驟：
(1) 利用GaussView或其他軟件繪制出待計(jì)算物質(zhì)的分子模型（以陽離子樹脂為例）；
(2) 選擇合適的泛函、基組以及溶劑環(huán)境進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，同時(shí)務(wù)必記得要保留chk文件（要不然結(jié)果中沒有靜電勢）
(3) 使用GaussView打開計(jì)算完成后的chk/fchk/fch文件，右鍵Results→Surface/Contours…
在Cube Available一欄中選擇Cube Action→New Cube
結(jié)果計(jì)算完畢后在Surfaces Available中選擇New Mapped Surface，在彈出窗口中選擇ESP，點(diǎn)擊ok，依據(jù)體系原子個(gè)數(shù)和電腦顯卡能力不同，等待幾秒到幾分鐘不等。（MO和Dencity可能需要依據(jù)需求進(jìn)行修改）
(4) 對(duì)結(jié)果的可視化方式進(jìn)行合適修改后，一個(gè)漂亮的靜電勢圖片就出來了，依據(jù)上方的比例尺可以看出紅色是負(fù)電，藍(lán)色是正電，比例尺極值數(shù)值可以修改，圖片顏色也會(huì)相應(yīng)變化。
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