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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