热值交换第5章

《热值交换第5章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第5章吸附和吸收处理空气的原理与方法内容吸附材料处理空气的原理和方法5.1吸收剂处理空气的原理和方法5.22021/7/15吸收、吸附法处理空气的基本知识一、干燥剂及干燥循环干燥过程有两类：吸附过程和吸收过程干燥剂有吸附剂和吸收剂干燥剂表面蒸汽压＜环境空气的蒸汽压吸湿(干燥）干燥剂表面蒸汽压＞环境空气的蒸汽压脱湿（再生）吸附过程：干燥剂化学成分不变吸收过程：干燥剂化学成分改变干燥循环包括吸湿、再生和冷却三个过程.二、吸收、吸附法处理空气的优点常用的除湿方法有：1、低温露点除湿（冷却除湿、表冷器除湿）2、加压除湿（压缩除湿）3、吸附除湿4、吸收除湿各有特点及相应的应用范围.表冷器

2、除湿（空调领域多采用）独特的优点：空气的冷却降温和除湿过程同时进行。缺点：1.为除湿冷媒温度需较低（低于tL）,一般为7-12℃，从而降低了机组COP.2.因冷媒温度低，使可以直接利用天然冷源的空调方式无法应用，既浪费能源又增加环境污染.3.表冷器除湿产生的凝结水易产生霉菌，影响室内空气品质.国际空调界近来流行的除湿概念——独立除湿（Independentdehumidification）即空气的降温与除湿分开处理，除湿不依赖于降温而实现.独立除湿方法主要是采用吸收或吸附材料降低空气的含湿量.其优点：1.不需对空气进行冷却或压缩，2.除湿噪声低.3.可获得较低的露点温度，这是冷

3、却除湿无法达到的.4.节约能源（比表冷器除湿）缺点：需再生设备.在工业领域广泛应用.§5.1吸附材料处理空气的机理和方法一、吸附的基本知识和概念1、吸附现象、吸附剂和吸附质吸附现象是相异两相界面上的一种分子积聚现象，吸附即把分子配列程度较低的气相分子浓缩到分子配列程度较高的固相中.解吸或脱附：已被吸附的原子或分子，返回到气相中的现象.具有吸附作用的物质称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质.吸附剂处理空气的原理吸附：由范德华引力、氢键起作用的物理过程。2021/7/152、吸附机理1）相界面上的表面层分子特有的性质：表面张力故表面层分子比内层分子具有更多的能量（反抗内部分子的引力而

4、作功，增加这一分子的位能），这部分多余的能量称表面自由焓，简称表面能（surfaceenergy)分子力（VanderWaals）:同相间分子力处于平衡状态，相界处不平衡。从热力学观点，固体表面之所以能吸附其它介质，是因为固体表面具有过剩的能量（表面能），它具有吸附其它物质而达到降低表面自由焓的趋势。2）最小自由焓原理在恒温恒压下，自由焓减小的过程能自动进行，当自由焓最小时体系处于平衡状态.表面能物质的总能量当物质的比表面积比较大时，表面能就会对物质的性能产生很大的影响。相界上的非平衡力导致物质微粒在界面上的聚集程度的改变就是吸附。2021/7/153、吸附的种类物理吸附由吸附

5、质分子与吸附剂分子之间分子力（VanderWaals）引起的可逆吸附现象。有单层吸附，也有多层吸附。特点：吸附质与吸附剂之间无化学反应；对吸附气体选择性不强；吸附速率快；吸附为低放热过程，放热量略大于液化潜热；吸附力不强。化学吸附化学反应起作用。只为单层吸附。2021/7/152）在吸附过程中所发生的热效应称为吸附热。所有的吸附过程都是放热反应。3）物理吸附没有选择性，而化学吸附具有选择性4）物理吸附速度较快，受温度影响小，而化学吸附速度较慢，受温度影响大，需活化能。5）物理吸附易脱附，是“可逆”的，而化学吸附脱附较难，相对而言是“不可逆”的。6）物理吸附可单分子层吸附，也可多

6、分子层吸附，化学吸附只是单分子层吸附。物理吸附与化学吸附的比较：1）物理吸附：固体吸附周围分子是通过范德华引力化学吸附：吸附剂与吸附质之间生成表面吸附键，形成表面化合物吸附作用力（物）：一种物理作用，分子间力（范德华力）；（化）：一种表面化学反应（化学键力）。吸附速率（物）：极快，常常瞬间即达平衡；（化）：较慢，达平衡需较长时间。吸附热（区别二者的重要标志）（物）：与气体的液化潜热相近,较小（几百焦耳/mol）（化）：与化学反应热相近，很大（>42kJ/mol）。选择性（物）：没有多大的选择性（可逆）；（化）：具有较高的选择性（不可逆）。温度的影响（物）：吸附与脱附速率一般不受

7、温度的影响，但吸附量随温度上升而下降；（化）：可看成一个表面化学过程，需一定的活化能，吸附与脱附速率随温度升高而明显加快。吸附层厚度（物）：单分子层或双分子层，解析容易，；（化）：总是单分子层或单原子层，且不易解吸。2021/7/15吸附等压线：4、吸附平衡、等温吸附线和等压吸附线对于给定的吸附剂和吸附质，吸附平衡时吸附剂对吸附质的吸附量q为：吸附等温线：2021/7/15I-合成沸石等吸附系的；II-Lamgmuri型；III-活性铝等吸附系的；IV-活性炭吸附水蒸气；V-BET型；VI-