活性炭的静态吸附与动态吸附
添加时间:2025-03-18

 

在固定吸附层中,当含有浓度为C0的吸附成分的流体通过时,由于吸附成分被吸附在吸附剂从入口一侧开始逐步地达到吸附平衡状态。从而,在该部分,吸附成分不再被吸附而直接通过,在该部分前面的尚未达到平衡状态的部分被吸附。在该流体与吸附剂颗粒之间进行成分移动的部分有一定的宽度,称作吸附带。吸附带在层内向前推进,当其先端到达出口部位时,吸附成分开始流出。接着,随流体流出的吸附成分的浓度逐渐增加,最终变成C0。表示随着吸附时间的经过所导致出口浓度增加的曲线是穿透曲线(参见图1-3-3)。

达到出口允许浓度Ca的点称为穿透点;到达该点的时间ta叫做穿透时间。一般而言,测算穿透时间是吸附装置设计中的重要工作。此时,穿透点可以在下列范围内选择:

 
动态吸附容量f(c)是考虑到相当于吸附带宽度的部分没有达到吸附平衡时的吸附容量。它与对应于入口浓度C0的吸附等温线上的平衡吸附量q0、吸附带的宽度Za.以及固定吸附层的高度Z 之间的关系(图1-3-4),可用下式求得:


式中,q0也叫做静态吸附容量。
动态吸附容量与静态吸附容量的差异是由于吸附带具有宽度,它是由吸附层内的吸附成分与非吸附成分的前后方向的混合和吸附成分的吸附速度有限而产生的。特别是在活性炭之类多孔性吸附剂的场合,因为在孔隙内的吸附分子的移动有阻力,所以吸附速度变慢。因此,在使用活性炭作为吸附剂的场合,与静态吸附容量一样,动态吸附容量也是一个重要的参数。