1. Преглед на процеса на адсорбционно разделяне
Адсорбцията означава, че когато флуид (газ или течност) е в контакт с твърдо поресто вещество, един или повече компоненти в флуида се прехвърлят към външната повърхност на порестото вещество и вътрешната повърхност на микропорите, за да се обогатят върху тези повърхности до образуват процес на мономолекулен слой или многомолекулен слой.
Течността, която се адсорбира, се нарича адсорбат, а самите порести твърди частици се наричат адсорбент.
Поради различните физични и химични свойства на адсорбата и адсорбента, адсорбционният капацитет на адсорбента за различните адсорбати също е различен.С висока селективност на адсорбция, компонентите на фазата на адсорбция и фазата на абсорбция могат да бъдат обогатени, така че да се осъществи разделянето на веществата.
2. Процес на адсорбция/десорбция
Процес на адсорбция: Може да се разглежда като процес на концентрация или като процес на втечняване.Следователно, колкото по-ниска е температурата и колкото по-високо е налягането, толкова по-голям е адсорбционният капацитет.За всички адсорбенти по-лесно втечнените (с по-висока точка на кипене) газове се адсорбират повече, а по-малко втечнените (с по-ниска точка на кипене) газове се адсорбират по-ниско.
Процес на десорбция: Може да се разглежда като процес на газификация или изпаряване.Следователно, колкото по-висока е температурата и колкото по-ниско е налягането, толкова по-пълна е десорбцията.За всички сорбенти по-втечнените (с по-висока точка на кипене) газове е по-малко вероятно да се десорбират, а по-малко втечнените (с по-ниска точка на кипене) газове се десорбират по-лесно.
3. Принципът на адсорбционното разделяне и неговата класификация
Адсорбцията се разделя на физическа адсорбция и химична адсорбция.
Принцип на физическо адсорбционно разделяне: Разделянето се постига чрез използване на разликата в адсорбционната сила (ван дер Ваалсова сила, електростатична сила) между атоми или групи върху твърдата повърхност и чужди молекули.Големината на адсорбционната сила е свързана със свойствата както на адсорбента, така и на адсорбата.
Принципът на химичното адсорбционно разделяне се основава на процеса на адсорбция, при който протича химическа реакция на повърхността на твърд адсорбент за комбиниране на адсорбата и адсорбента с химическа връзка, така че селективността е силна.Хемосорбцията обикновено е бавна, може да образува само монослой и е необратима.
4. Общи типове адсорбенти
Общите адсорбенти включват главно: молекулярни сита, активен въглен, силикагел и активиран алуминиев оксид.
Молекулярно сито: Има правилна микропореста канална структура със специфична повърхност от около 500-1000 m²/g, главно микропори, а разпределението на размера на порите е между 0,4-1 nm.Адсорбционните характеристики на молекулярните сита могат да бъдат променени чрез регулиране на структурата на молекулярното сито, състава и вида на противоположните катиони.Молекулярните сита разчитат главно на характерната структура на порите и кулоновото силово поле между балансирания катион и рамката на молекулното сито, за да генерират адсорбция.Те имат добра термична и хидротермална стабилност и се използват широко при разделянето и пречистването на различни газови и течни фази.Адсорбентът има характеристиките на силна селективност, висока дълбочина на адсорбция и голям капацитет на адсорбция, когато се използва;
Активен въглен: Има богата структура на микропори и мезопори, специфичната повърхност е около 500-1000m²/g, а разпределението на размера на порите е главно в диапазона от 2-50nm.Активният въглен разчита главно на силата на Ван дер Ваалс, генерирана от адсорбата, за генериране на адсорбция и се използва главно за адсорбция на органични съединения, адсорбция и отстраняване на тежки въглеводородни органични вещества, дезодоранти и др.;
Силикагел: Специфичната повърхност на адсорбентите на основата на силикагел е около 300-500 m²/g, основно мезопорести, с разпределение на размера на порите 2-50 nm, а вътрешната повърхност на порите е богата на повърхностни хидроксилни групи.Използва се главно за адсорбционно сушене и адсорбция с промяна на налягането за производство на CO₂ и др.;
Активиран двуалуминиев оксид: Специфичната повърхност е 200-500 m²/g, главно мезопори, а разпределението на размера на порите е 2-50 nm.Използва се главно при сушене и дехидратация, пречистване на киселинни отпадъчни газове и др.
