1. Pregled procesa odvajanja adsorpcije
Adsorpcija znači da kada je tekućina (plin ili tekućina) u kontaktu sa čvrstom poroznom tvari, jedna ili više komponenti u tekućini se prenose na vanjsku površinu porozne tvari i na unutrašnju površinu mikropora kako bi se obogatile na tim površinama. formiraju proces monomolekulskog sloja ili višemolekulskog sloja.
Tekućina koja se adsorbira naziva se adsorbat, a same porozne čvrste čestice nazivaju se adsorbentom.
Zbog različitih fizičkih i hemijskih svojstava adsorbata i adsorbenta, adsorpcioni kapacitet adsorbenta za različite adsorbate je takođe različit.Sa visokom selektivnošću adsorpcije, komponente faze adsorpcije i faze apsorpcije mogu se obogatiti, tako da se realizuje razdvajanje supstanci.
2. Proces adsorpcije/desorpcije
Proces adsorpcije: Može se posmatrati kao proces koncentracije ili kao proces ukapljivanja.Dakle, što je niža temperatura i veći pritisak, veći je kapacitet adsorpcije.Za sve adsorbente, gasovi koji se lakše ukapljuju (viša tačka ključanja) se više adsorbuju, a manje ukapljivi (niže tačke ključanja) gasovi adsorbuju niže.
Proces desorpcije: Može se smatrati procesom gasifikacije ili isparavanja.Dakle, što je viša temperatura i niži pritisak, to je potpunija desorpcija.Za sve sorbente, manje je vjerovatno da će se ukapljeni (viša tačka ključanja) gasovi desorbirati, a manje tečni (niže tačke ključanja) gasovi se lakše desorbiraju.
3. Princip odvajanja adsorpcije i njegova klasifikacija
Adsorpcija se dijeli na fizičku i hemijsku adsorpciju.
Princip fizičkog adsorpcionog razdvajanja: Odvajanje se postiže korišćenjem razlike u adsorpcionoj sili (van der Waalsova sila, elektrostatička sila) između atoma ili grupa na površini čvrste mase i stranih molekula.Veličina adsorpcijske sile je povezana sa svojstvima i adsorbenta i adsorbata.
Princip odvajanja hemijske adsorpcije zasniva se na procesu adsorpcije u kojem se na površini čvrstog adsorbenta dešava hemijska reakcija da se adsorbat i adsorbent kombinuju hemijskom vezom, tako da je selektivnost jaka.Hemisorpcija je općenito spora, može formirati samo monosloj i nepovratna je.
4. Uobičajeni tipovi adsorbensa
Uobičajeni adsorbenti uglavnom uključuju: molekularna sita, aktivni ugljen, silika gel i aktiviranu glinicu.
Molekularno sito: Ima pravilnu mikroporoznu strukturu kanala, sa specifičnom površinom od oko 500-1000 m²/g, uglavnom mikropora, a raspodjela veličine pora je između 0,4-1 nm.Adsorpcione karakteristike molekularnih sita mogu se promeniti podešavanjem strukture molekularnog sita, sastava i vrste kontrakationa.Molekularna sita se uglavnom oslanjaju na karakterističnu strukturu pora i Coulombovo polje sile između uravnoteženog kationa i okvira molekularnog sita za stvaranje adsorpcije.Imaju dobru termičku i hidrotermalnu stabilnost i široko se koriste u odvajanju i prečišćavanju različitih gasnih i tečnih faza.Adsorbent ima karakteristike jake selektivnosti, velike dubine adsorpcije i velikog kapaciteta adsorpcije kada se koristi;
Aktivni ugljen: ima bogatu strukturu mikropora i mezopora, specifična površina je oko 500-1000 m²/g, a distribucija veličine pora je uglavnom u rasponu od 2-50 nm.Aktivni ugljen se uglavnom oslanja na van der Waalsovu silu koju generiše adsorbat za stvaranje adsorpcije i uglavnom se koristi za adsorpciju organskih spojeva, adsorpciju i uklanjanje teških ugljikovodika organske tvari, dezodorans, itd.;
Silika gel: Specifična površina adsorbenata na bazi silika gela je oko 300-500 m²/g, uglavnom mezoporozna, sa distribucijom veličine pora od 2-50 nm, a unutrašnja površina pora je bogata površinskim hidroksilnim grupama.Uglavnom se koristi za adsorpciono sušenje i adsorpciju s promjenama tlaka za proizvodnju CO₂, itd.;
Aktivirana glinica: Specifična površina je 200-500 m²/g, uglavnom mezopore, a distribucija veličine pora je 2-50 nm.Uglavnom se koristi za sušenje i dehidraciju, pročišćavanje kiselih otpadnih plinova itd.
