Вспомогательное оборудование криогенных установок
Грачев А.Б., Боярский М.Ю., Савинова Н.М.

2. Характеристика и виды адсорбентов

В качестве адсорбентов применяются твердые пористые вещества, имеющие большую удельную поверхность пор, отнесенную к единице массе адсорбента.

Основными требованиями, предъявляемыми к адсорбентам, являются возможно большая их емкость по поглощаемому веществу, сравнительно невысокая температура десорбции, повышенная прочность на истирание и низкая стоимость.

Количество вещества, поглощенного единицей массы или объема пористого материала, называется емкостью или активностью адсорбента.

Существуют понятия равновесной статической активности и динамической активности. Равновесной статической активностью называется максимальное количество вещества, поглощенного единицей массы или объема адсорбента при заданных концентрации поглощаемого вещества в исходной смеси, температуре и давлении процесса.

В области малых парциальных давлений активность адсорбента возрастает с увеличением концентрации поглощаемого вещества и давления смеси или, что тоже самое, с ростом парциального давления поглощаемого вещества.

При постоянной температуре равновесная статическая активность является функцией парциального давления поглощаемого вещества в исходной газовой смеси. Линия, выражающая эту функциональную зависимость, называется изотермой адсорбции.

Изотермы адсорбции определяются в статике, когда адсорбент находится в контакте с поглощаемым веществом до полного насыщения, т.е. до установления равновесия.

При высоких парциальных давлениях во многих случаях наступает полное насыщение адсорбента, и с дальнейшим ростом парциального давления активность не увеличивается. С понижением температуры активность адсорбента также возрастает. В технических процессах очищаемый газ (или жидкость) проводит в потоке. Поэтому поглощение ведется до «проскока», т. е. до появления поглощаемого компонента за слоем адсорбента. Это означает, что часть адсорбента, находящаяся в конце слоя, насыщается не полностью.

Максимальное количество вещества, поглощаемого единицей массы или объема адсорбента до "проскока" в динамических условиях проведения процесса, называется динамической активностью.

Динамическая активность зависит от тех же параметров, что и статическая активность; кроме этого, она зависит от скорости потока, проходящего через слой адсорбента. Динамическая активность адсорбента всегда меньше его статической активности и определяется также экспериментально.

Следующая страница: 3.1.2a. Виды адсорбентов