KĨ THUẬT TÁCH VÀ LÀM SẠCH_HẤP PHỤ

NỘI DUNG CHÍNH • TÁCH BẰNG PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ • PHƢƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION • PHƢƠNG PHÁP CHIẾT LỎNG – LỎNG • PHƢƠNG PHÁP KẾT TINH • PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG CAO ÁP (HPLC) Khái niệm về hấp phụ 1.1. Định nghĩa 1.2. Phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học a. Nhiệt hấp phụ b. Lực hấp phụ c. Sự chọn lọc hấp phụ d. Số lớp chất bị hấp phụ e. Tốc độ hấp phụ f. Ảnh hƣởng của nhiệt độ g. Trạng thái chất bị hấp phụ

Trang 1

KĨ THUẬT TÁCH VÀ LÀM SẠCH

GV: QUÁCH THỊ PHƢỢNG

Trang 6

CHƯƠNG 1: TÁCH BẰNG PHƯƠNG

PHÁP HẤP PHỤ

4 Các thông số đặc trưng cho vật liệu hấp phụ

- Độ xốp (porosity)

- Bề mặt riêng (Specific surface area), m 2 /g

- Phân bố kích thước mao quản (pore size

distribution)

- Các thông số khác (cỡ hạt, thành phần

chính, khối lượng riêng, nhiệt dung riêng, độ dẫn nhiệt…)

Trang 7

x= f(chất HP, chất bị HP, P,T….)

Với 1 hệ chất hấp phụ xác định, x= f(P,T)

Khi P=const, T≠ const x=f(T): đẳng áp hấp phụ, rất ít

Trang 8

P/Ps: áp suất tương đối

P: áp suất khi làm việc

Ps: áp suất khi hấp phụ bão hòa

- Mỗi nhiệt độ có một đường đẳng nhiệt khác nhau

Trang 9

Vòng trễ nhả

Trang 11

b Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir

c Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Temkin

1

KP KP



1

Trang 13

5.2 Các dạng đường cân bằng hấp phụ

- Cân bằng hấp phụ đạt được khi nào?

- Tốc độ HP của một chất liên quan đến sự

tương tác của 3 yếu tố:

+ Nồng độ C của chất bị HP ở pha K,L

+ Nồng độ Cs của chất bị HP ở pha rắn

+ Nhiệt độ của hệ

Trang 14

- Các tiểu phân bị hấp phụ ở chất rắn là không

di chuyển và không tương tác với nhau

CB đạt được khi: tốc độ HP = tốc độ nhả HP

1

Trang 15

(1) 1

Trang 18

3

 0 

.

Trang 19

2.Tính diện tích bề mặt chất hấp phụ biết 1 phân tử N2 hấp phụ ở Al2O3

là 0,162 nm2

Trang 20

- Hấp phụ lớp sôi (fluidized - bed)

- Hấp phụ lớp chuyển động (moving - bed)

Trang 21

6 Kỹ thuật hấp phụ

Hình 2: Hệ thống hấp phụ 2 lớp tĩnh

Trang 25

6 Kỹ thuật hấp phụ

Hình 5: Thiết bị hấp phụ bậc

Trang 26

đầu và sau khi hấp phụ,

kg chất tan/kg dung môi

Trang 33

L dY

Trang 38

Ví dụ 2:

Một dung dịch muối có chứa chất tan cần kết tinh có lẫn một lượng nhỏ tạp chất

có màu Trước khi kết tinh, tạp chất này được tách bằng than hoạt tính Coi lượng chất tan bị hấp phụ không đáng kể Kết quả thu được khi khuấy một lượng xác định dung dịch trên với các lượng chất hấp phụ khác nhau ở các bình riêng lẻ cho tới khi đạt cân bằng ở nhiệt độ không đổi được cho ở bảng sau:

Cường độ màu

(Abs/kgdd)

Trang 39

Tính lƣợng than cần dùng ở a,b,c bằng cách sử dụng PT Freundlich

Trang 40

Ví dụ: rây zeolite có d = 0,38 -0,8

nm (0,38; 0,5; 0,8)

Chấp HP vi mao quản Mao quản trung bình

Nhờ vào hiệu ứng lập thể, các phân tử có đường kính tới hạn < đường kính

vi lỗ ở chất hấp phụ thì mới bị hấp phụ Như vậy hỗn hợp các chất khi được tách khỏi nhau nhờ kích thước phân tử

Hiệu ứng lập thể

Trang 41

Hiệu ứng động học

chất khí này được hấp phụ mạnh hơn các chất khí khác Các đường đẳng nhiệt của các khí riêng lẻ càng khác nhau (xa nhau) thì việc tách các khí nhờ hiệu ứng cân bằng càng dễ dàng

Hiệu ứng cân bằng

Trang 42

VD1: Phân tách hỗn hợp khí bằng hấp phụ

equilibrium effect

Trang 43

VD2: Quá trình phân tách nhờ thay đổi áp suất

Xảy ra theo các bước liên tiếp nhau:

Trang 44

adsorption occurs in bed 1 at

the highest pressure of the

process; bed 2 is being

partially depressurized; bed

4 partially pressurized; the

flash gas of bed 2 is used as

stripping gas for bed 3; bed

4 is pressurized by part of

the pure gas and is used as

an adsorber in the next step

a) Pressurization; b)

Depressurization—

Trang 45

Equilibrium effect

Steric effect

Equilibrium curve of nitrogen –

oxygen system on zeolitic molecular

sieve 5 A at –130 °C and 0.1 MPa

Loading as a function of time for oxygen and nitrogen on a carbon molecular sieve at 20 °C (0,3nm) VD3: Tách oxi và nitơ trong không khí

Trang 46

Figure 16 Schematic of an installation for purifying exhaust air

VD4: Loại bỏ các tạp chất hữu cơ độc hại trong khí thải

Trang 47

Figure 17 Schematic of a Sulfosorbon plant

a) Carbon disulfide adsorption; b) Hydrogen sulfide reaction; c) Carbon

disulfide desorption; d) Sulfur extraction; e) Separation; f ) Distillation;

VD5: Loại bỏ các hợp chất chứa S

Trang 48

VD6: Tách các đồng phân

Figure 18 Setup for separating a mixture of normal and isoalkanes by pressure-swing

Trang 49

Figure 19 Installation for adsorptive separation of a mixture of normal and isoalkanes

a) Adsorber with 5 A molecular sieve; b) Rectification column; c) Second rectification column

Trang 51

8 Tái sinh chất hấp phụ

8.1 Tái sinh bằng pp thay đổi nhiệt độ

Figure 20 Adsorption unit with regeneration of adsorbent by the temperature-swing process

Equilibrium diagram shows adsorption isotherms of water vapor on a 0.5-nm molecular

sieve

Trang 52

8.2 Tái sinh bằng pp thay đổi áp suất

Figure 21 Adsorption unit with regeneration of adsorbent by the pressure-swing

process

Trang 53

8.3 Tái sinh bằng pp thế đẩy

Trang 54

8.4 Tái sinh bằng phương pháp trích ly

VD: S đã bị hấp phụ có thể trích ly bằng CS2 hoặc xút

3 S  6 NaOH  Na S  Na SO  3 H O

Trang 55

8.4 Tái sinh bằng phương pháp trích ly

8.5 Tái sinh bằng phương pháp hoạt hóa lại

Định dạng
Số trang	55
Dung lượng	1,18 MB