(1)按作用力性质分类根据吸附剂和吸附质之间作用力性质的不同.吸附过程可以分为物理吸附和化学吸附。
①物理吸附指溶质与吸附剂之间由于分子间力 (范德华力)而产生的吸附。其特点是没有选择性,吸附质并不固定在吸附剂表面的特定位置上,而多少能在界面范围内自由移动,因而其吸附的牢固程度不如化学吸附。物理吸附主要发生在低温状态下,过程放热较小,约42kJ/mol或更少,可以是单分子层或多分子层吸附。影响物理吸附的主要因素是吸附剂的比表面积和细孔分布。
②化学吸附指溶质与吸附剂发生化学反应,形成牢固的吸附化学键和表面配合物,吸附质分子不能在表面自由移动。吸附时放热量较大,与化学反应的反应热相近,约84 - 420kJ/mol。化学吸附有选择性,即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸附作用,一般为单分子层吸附。通常需要一定的活化能,在低温时,吸附速率较小。这种吸附与吸附剂的表面化学性质和吸附质的化学性质有密切的关系。
物理吸附后再生容易.且能回收吸附质。化学吸附因结合牢固,再生较困难,必须在高温下才能脱附,脱附下来的可能还是原吸附质,也可能是新的物质。利用化学吸附处理毒性很强的污染物更安全。
在实际的吸附过程中,上述两类吸附往往同时存在.难于明确区分。例如某些物质分子在物理吸附后.其化学键被拉长,甚至拉长到改变这个分子的化学性质。物理吸附和化学吸附在一定条件下也是可以互相转化的。同一物质可能在较低温度下进行物理吸附,而在较高温度下所经历的往往又是化学吸附。
(2)按吸附剂再生方法分类根据吸附剂再生操作温度是否变化可分为等温吸附和变温吸附,根据吸附剂再生操作过程压力是否变化可分为恒压吸附和变压吸附。
在变温吸附循环中.吸附剂主要靠加热法得到再生。一般加热时借助预热清洗气体来实现,每个加热一冷却循环通常需要数小时乃至数十小时,所以此操作几乎专门用于处理量较小的物料的分离。
变压吸附循环过程是通过改变系统的压力来实现的。系统加压时,吸附质被吸附剂吸附,系统降低压力.则吸附剂发生解吸.再通过惰性气体的清洗.吸附剂得到再生。由于压力的改变可以在极短时间内完成,所以变压吸附循环过程通常只需要数分钟乃至数秒钟,因此变压循环过程被广泛用于大通量气体混合物的分离。
(3)按原料组成分类分离过程也可以根据吸附质组分的浓度分为大吸附量分离和杂质去除。两者之间并没有明确的分界线。通常当被吸附组分的质量分数超过10%时,称为大吸附量分离,当被吸附组分的质量分数低于10%时,称为杂质去除。
(4)按分离机理分类吸附分离是借助三种机理之一来实现的,即位阻效应、动力学效应和平衡效应。位阻效应是指当流体通过吸附剂时,只有足够小且形状适当的分子才能扩散进入吸附剂微孔,而其他分子则被阻挡在外;动力学分离是借助不同分子的扩散速率之差来实现的:大部分吸附过程都是通过流体的平衡吸附来完成的,故称为平衡分离过程。
①物理吸附指溶质与吸附剂之间由于分子间力 (范德华力)而产生的吸附。其特点是没有选择性,吸附质并不固定在吸附剂表面的特定位置上,而多少能在界面范围内自由移动,因而其吸附的牢固程度不如化学吸附。物理吸附主要发生在低温状态下,过程放热较小,约42kJ/mol或更少,可以是单分子层或多分子层吸附。影响物理吸附的主要因素是吸附剂的比表面积和细孔分布。
②化学吸附指溶质与吸附剂发生化学反应,形成牢固的吸附化学键和表面配合物,吸附质分子不能在表面自由移动。吸附时放热量较大,与化学反应的反应热相近,约84 - 420kJ/mol。化学吸附有选择性,即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸附作用,一般为单分子层吸附。通常需要一定的活化能,在低温时,吸附速率较小。这种吸附与吸附剂的表面化学性质和吸附质的化学性质有密切的关系。
物理吸附后再生容易.且能回收吸附质。化学吸附因结合牢固,再生较困难,必须在高温下才能脱附,脱附下来的可能还是原吸附质,也可能是新的物质。利用化学吸附处理毒性很强的污染物更安全。
在实际的吸附过程中,上述两类吸附往往同时存在.难于明确区分。例如某些物质分子在物理吸附后.其化学键被拉长,甚至拉长到改变这个分子的化学性质。物理吸附和化学吸附在一定条件下也是可以互相转化的。同一物质可能在较低温度下进行物理吸附,而在较高温度下所经历的往往又是化学吸附。
(2)按吸附剂再生方法分类根据吸附剂再生操作温度是否变化可分为等温吸附和变温吸附,根据吸附剂再生操作过程压力是否变化可分为恒压吸附和变压吸附。
在变温吸附循环中.吸附剂主要靠加热法得到再生。一般加热时借助预热清洗气体来实现,每个加热一冷却循环通常需要数小时乃至数十小时,所以此操作几乎专门用于处理量较小的物料的分离。
变压吸附循环过程是通过改变系统的压力来实现的。系统加压时,吸附质被吸附剂吸附,系统降低压力.则吸附剂发生解吸.再通过惰性气体的清洗.吸附剂得到再生。由于压力的改变可以在极短时间内完成,所以变压吸附循环过程通常只需要数分钟乃至数秒钟,因此变压循环过程被广泛用于大通量气体混合物的分离。
(3)按原料组成分类分离过程也可以根据吸附质组分的浓度分为大吸附量分离和杂质去除。两者之间并没有明确的分界线。通常当被吸附组分的质量分数超过10%时,称为大吸附量分离,当被吸附组分的质量分数低于10%时,称为杂质去除。
(4)按分离机理分类吸附分离是借助三种机理之一来实现的,即位阻效应、动力学效应和平衡效应。位阻效应是指当流体通过吸附剂时,只有足够小且形状适当的分子才能扩散进入吸附剂微孔,而其他分子则被阻挡在外;动力学分离是借助不同分子的扩散速率之差来实现的:大部分吸附过程都是通过流体的平衡吸附来完成的,故称为平衡分离过程。