一、吸附分離過程概述

 吸附是指流體（氣體或液體）與固體多孔物質(zhì)接觸時，流體中的一種或多種組分傳遞到多孔物質(zhì)外表面和微孔內(nèi)表面富集在這些表面上形成單分子層或多分子層的過程。

被吸附的流體稱為吸附質(zhì)，多孔固體顆粒本身稱為吸附劑。

圖1 吸附過程圖：先表面接觸(外擴散)-----開始吸附(內(nèi)擴散)-------吸附平衡

由于吸附質(zhì)和吸附劑的物理化學性質(zhì)不同，吸附劑對不同吸附質(zhì)的吸附能力也不同，因此當流體與吸附劑接觸時，吸附劑對流體中的某個或某些組分相對其他組分具有較高的吸附選擇性，吸附相和吸余相的組分可被富集，從而實現(xiàn)物質(zhì)的分離。

二、吸附/解吸過程

吸附過程：可認為是濃縮的過程，也可以認為是液化的過程。因此，溫度越低、壓力越高吸附量越大。對于所有吸附劑，越容易液化（沸點越高）的氣體吸附量越大，越不容易液化（沸點越低）的氣體吸附量越低。

解吸過程：可認為是氣化或者揮發(fā)的過程。因此，溫度越高、壓力越低解吸越。對于所有吸附劑，越容易液化（沸點越高）的氣體越不容易解吸，越不容易液化（沸點越低）的氣體越容易解吸。

越容易液化（沸點越高）的氣體吸附量越大，越不容易液化（沸點越低）的氣體吸附量越低。例外情況：N2、CO。

三、吸附分離原理及其分類

吸附分為物理吸附和化學吸附。

物理吸附分離原理：利用固體表面的原子或基團與外來分子間的吸附力（范德華力、靜電作用力）的不同實現(xiàn)分離。吸附力的大小與吸附劑和吸附質(zhì)兩者的性質(zhì)有關(guān)。

化學吸附分離原理：基于在固體吸附劑表面發(fā)生化學反應使吸附質(zhì)和吸附劑之間以化學鍵力結(jié)合的吸附過程，因此選擇性較強?；瘜W吸附一般速度較慢，只能形成單分子層且不可逆。

四、常見吸附劑類型

常見吸附劑主要包括：分子篩、活性炭、硅膠、活性氧化鋁四類。

分子篩：具有規(guī)整的微孔孔道結(jié)構(gòu)，比表面積約500-1000m2/g，主要是微孔，孔徑分布在0.4-1nm之間。可以通過調(diào)整分子篩結(jié)構(gòu)、組成及平衡陽離子的類型來改變分子篩的吸附特點。分子篩主要依靠特征孔道結(jié)構(gòu)及平衡陽離子與分子篩骨架之間的庫侖力場產(chǎn)生吸附作用，具有良好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，廣泛應用于各類氣相、液相的分離與凈化，分子篩作為吸附劑使用時具有選擇性強，吸附深度高、吸附容量大等特點；

活性碳：具有豐富的微孔和介孔結(jié)構(gòu)，比表面積約500-1000m2/g，孔徑分布主要在2-50nm?；钚蕴恐饕揽颗c吸附質(zhì)產(chǎn)生的范德華力產(chǎn)生吸附作用，主要應用于吸附有機化合物、重烴類有機物吸附脫除、除味劑等；

硅膠：硅膠類吸附劑比表面積約300-500m2/g，主要是介孔，孔徑分布在2-50nm，其孔道內(nèi)部表面具有豐富的表面羥基，主要用于吸附干燥和變壓吸附制CO2等；

活性氧化鋁：比表面積200-500m2/g，主要是介孔，孔徑分布在2-50nm，主要應用于干燥脫水、酸性廢氣凈化等。