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气体液体吸附原理?

来源:nba中国官方网站 作者:Hnhqtl 日期:17-04-01 浏览:

吸附法脱水是利用某些多孔性固体吸附天然气中的水蒸气。吸附是指气体或液体与多孔的固体颗粒表面相接触,气体或液体与固体表面分子之间相互作用而停留在固体表上,使气体或液体分子在固体表面上浓度增大的现象。被吸附的气体或液体称为吸附质,吸附气体或液体的固体称为吸附剂(当吸附质是水蒸气或水时,此固体吸附剂又称为固体干燥剂,简称干燥剂)。根据气体或液体与固体表面之间的作用力不同,可将吸附分为物理吸附和化学吸附两类。 物理吸附是由流体中吸附质分子与固体吸附剂表面之间的范德华力引起的,吸附过程类似与气体凝结的物理过程。这一类吸附的特征是吸附质与吸附剂不发生化学反应,吸附速度很快,瞬间即可达到相平衡。物理吸附放出的热量较少,通常与气体凝聚热相当。物理吸附可以是单分子层吸附,也可以是多分子层吸附。当体系压力降低或温度升高时,被吸附的气体可以很容易地从固体表面脱附,而不改变气体原来的性状,故吸附与脱附是可逆过程。工业上利用这种可逆性,通过改变操作条件使吸附质脱附,达到使吸附剂再生、回收或分离吸附质的目的。 化学吸附是吸附质与固体吸附剂表面的未饱和化学键(或电价键)力作用的结果。这一类吸附所需的活化能大,所以吸附热也大,与化学反应热有同样的数量级。化学吸附具有选择性,而且吸附速度较慢,需要较长时间才能达到平衡。化学吸附是单分子层吸附,而且这种吸附往往是不可逆的,要很高的温度才能脱附,脱附出来的气体又往往已发生化学变化,不复具有原来的性状。 由于物理吸附过程是可逆的,故可通过改变温度和压力的方法改变平衡方向,达到吸附剂再生(即使吸附质从吸附剂表面脱附)的目的。天然气脱水吸附的过程多为物理吸附,故以下仅介绍气体的物理吸附过程。 根据不同吸附剂对不同吸附质的吸附容量不同,即不同吸附剂对不同吸附质具有选择性吸附作用的特点,使流体与固体吸附剂表面接触,流体中吸附容量较大的一种或几种组分被选择性地吸附在固体表面上,从而达到与流体中其他组分分离的目的。天然气净化中的吸附法脱水,就是利用了这一特性。 吸附法脱水主要用于天然气凝液回收、天然气液化装置中的天然气深度脱水等。另外,在压缩天然气(CNG)加气站中为防止CNG在高压下或使用中从高压节流至常压时产生水合物堵塞,也常采用吸附法脱水。由于吸附法脱水装置的投资和操作费用比甘醇脱水装置要高,通常是在甘醇法脱水满足不了天然气露点要求时采用吸附法脱水。 2. 常用吸附剂 天然气净化过程常用的吸附剂主要有活性氧化铝、硅胶、分子筛等。 复合固体吸附剂就是同时使用两种或两种以上的吸附剂,通常是将硅胶或活性氧化铝与分子筛串联使用,湿气先通过硅胶或活性氧化铝床层,再通过分子筛床层。目前,天然气脱水普遍使用活性氧化铝和4A分子筛串联的双床层,其特点如下。 ① 既可以减少投资,又可保证干气露点。如前所述,当气体水含量较高时,活性氧化铝有很高的平衡湿容量,而当气体水含量较低(位于吸附剂床层出口处)时,分子筛则具有较高的平衡湿容量。因此,湿气先通过上部活性氧化铝床层脱除大部分水(对于常温下的饱和湿气来讲,活性氧化铝床层的脱水量约比4A分子筛床层多50%),再通过下部4A分子筛床层深度脱除微量水,从而获得很低的露点(低于-100℃)。 ② 活性氧化铝可作为分子筛的保护层。当气体中携带有液态水、液烃、缓蚀剂及胺类化合物时,位于上部床层的活性氧化铝除用于气体脱水外,还可作为下部分子筛床层的保护层。这是因为胺类化合物可以破坏分子筛的晶体结构,使分子筛永久失活,缩短了分子筛的使用寿命。此外,分子筛虽不易被液态水破坏,但因液态水会增加床层的压力降并使气体产生沟流,因而造成分子筛的磨耗和缩短使用寿命。所以,当采用复合固体吸附剂时就可避免这些现象的发生。 ③ 活性氧化铝再生时能耗比分子筛低。 ④ 活性氧化铝的价格较低。由于活性氧化铝与4A分子筛组成的复合固体吸附剂床层具有以上特点,故近几年来在天然气脱水中得到广泛应用。活性氧化铝主要成分是水化的、多孔的和无定形的氧化铝,并含有其他金属化合物。一般是选用低铁的铝土矿石作原料,经粉碎、烧碱熔融得到铝酸钠溶液,再经中和、浓缩、加入晶种后慢慢冷却结晶;该结晶被滤出后,将滤饼烘干,并在500~600℃下焙烧,形成多孔、高吸附性能的活性氧化铝。nba竞猜专业生产活性氧化铝,等净水材料,欢迎您的来电咨询。