1. Adsorptioerotusprosessin yleiskatsaus
Adsorptio tarkoittaa, että nesteen (kaasun tai nesteen) joutuessa kosketuksiin kiinteän huokoisen aineen kanssa yksi tai useampi nesteessä oleva komponentti siirtyy huokoisen aineen ulkopinnalle ja mikrohuokosten sisäpinnalle rikastumaan näillä pinnoilla. muodostavat monomolekyylikerroksen tai monimolekyylikerroksen prosessin.
Adsorboitua nestettä kutsutaan adsorbaattiksi, ja itse huokoisia kiinteitä hiukkasia kutsutaan adsorbenteiksi.
Adsorbaatin ja adsorbentin erilaisista fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista johtuen myös adsorbentin adsorptiokyky eri adsorbaateille on erilainen.Korkealla adsorptioselektiivisyydellä adsorptiovaiheen ja absorptiovaiheen komponentteja voidaan rikastaa aineiden erottamisen toteuttamiseksi.
2. Adsorptio/desorptioprosessi
Adsorptioprosessi: Sitä voidaan pitää konsentraatioprosessina tai nesteytysprosessina.Siksi mitä alhaisempi lämpötila ja korkeampi paine, sitä suurempi adsorptiokapasiteetti.Kaikilla adsorbenteilla helpommin nesteytyvät (korkeamman kiehumispisteen) kaasut adsorboituivat enemmän ja vähemmän nesteytyvät (alempi kiehumispiste) kaasut adsorboituivat alemmas.
Desorptioprosessi: Sitä voidaan pitää kaasutus- tai haihtumisprosessina.Siksi mitä korkeampi lämpötila ja pienempi paine, sitä täydellisempi desorptio.Kaikilla sorbenteilla nesteytetyt (korkeamman kiehumispisteen) kaasut desorboituvat vähemmän todennäköisemmin, ja vähemmän nesteytyvät (alempi kiehumispiste) kaasut desorboituvat helpommin.
3. Adsorptioerotuksen periaate ja sen luokitus
Adsorptio jaetaan fysikaaliseen adsorptioon ja kemialliseen adsorptioon.
Fysikaalisen adsorptioerotuksen periaate: Erotus saadaan aikaan käyttämällä adsorptiovoiman eroa (van der Waalsin voima, sähköstaattinen voima) kiinteällä pinnalla olevien atomien tai ryhmien ja vieraiden molekyylien välillä.Adsorptiovoiman suuruus liittyy sekä adsorbentin että adsorbaatin ominaisuuksiin.
Kemiallisen adsorptioerotuksen periaate perustuu adsorptioprosessiin, jossa kiinteän adsorbentin pinnalla tapahtuu kemiallinen reaktio, jossa adsorbaatti ja adsorbentti yhdistyvät kemialliseen sidokseksi, joten selektiivisyys on vahva.Kemisorptio on yleensä hidasta, voi muodostaa vain yksikerroksen ja on peruuttamaton.
4. Yleiset adsorptioainetyypit
Yleisiä adsorbentteja ovat pääasiassa: molekyyliseulat, aktiivihiili, silikageeli ja aktivoitu alumiinioksidi.
Molekyyliseula: Sillä on säännöllinen mikrohuokoinen kanavarakenne, jonka ominaispinta-ala on noin 500-1000 m²/g, pääasiassa mikrohuokosia, ja huokoskokojakauma on 0,4-1 nm.Molekyyliseulojen adsorptio-ominaisuuksia voidaan muuttaa säätämällä molekyyliseulan rakennetta, koostumusta ja vastakationien tyyppiä.Molekyyliseulat luottavat pääasiassa ominaiseen huokosrakenteeseen ja Coulombin voimakenttään tasapainotetun kationin ja molekyyliseulakehyksen välillä adsorption aikaansaamiseksi.Niillä on hyvä lämpö- ja hydroterminen stabiilius, ja niitä käytetään laajasti erilaisten kaasu- ja nestefaasien erottamisessa ja puhdistuksessa.Adsorptioaineella on vahva selektiivisyys, korkea adsorptiosyvyys ja suuri adsorptiokapasiteetti käytettäessä;
Aktiivihiili: Sillä on rikas mikrohuokoinen ja mesohuokoinen rakenne, ominaispinta-ala on noin 500-1000 m²/g ja huokoskokojakauma on pääasiassa välillä 2-50 nm.Aktiivihiili perustuu pääasiassa adsorbaatin synnyttämään van der Waalsin voimaan adsorption aikaansaamiseksi, ja sitä käytetään pääasiassa orgaanisten yhdisteiden adsorptioon, raskaiden hiilivetyjen orgaanisen aineen adsorptioon ja poistamiseen, deodoranttiin jne.;
Silikageeli: Silikageelipohjaisten adsorbenttien ominaispinta-ala on noin 300-500 m²/g, pääasiassa mesohuokoinen, huokoskokojakauma 2-50 nm, ja huokosten sisäpinnalla on runsaasti pinnan hydroksyyliryhmiä.Sitä käytetään pääasiassa adsorptiokuivaukseen ja painevaihteluadsorptioon CO₂:n jne. tuottamiseksi;
Aktivoitu alumiinioksidi: Ominaispinta-ala on 200-500 m²/g, pääasiassa mesohuokosia, ja huokoskokojakauma on 2-50 nm.Sitä käytetään pääasiassa kuivaukseen ja kuivaukseen, happamien jätekaasujen puhdistukseen jne.
