ADSORBERY PRZEMYSŁOWE POWINNY WYKAZYWAĆ:



Dużą selektywność tzn. powinny adsorbować
jedynie określoną substancję gazową,



Dużą zdolność adsorpcji, nawet jak stężenie
adsorbatu w gazie oczyszczanym jest nieduże,



Łatwość regeneracji (desorpcji),



Odporność chemiczną,



Zdolność wielokrotnej regeneracji ze względu na
koszt adsorbentu,



Odporność termiczną i mechaniczną np. na
ścieranie i zgniatanie.

IZOTERMY BRUNAUER’A



Brunauer wydzielił 5 podstawowych izoterm
adsorpcji:

I typ  odpowiada izotermie Langmuira i charakteryzuje się
monotonicznym zbliżeniem się do adsorpcji granicznej, która
prawdopodobnie odpowiada kompletnej warstwie
monomolekularnej charakterystycznych dla adsorbentów
mikroporowatych praktycznie nie zawierających porów
przejściowych

II typ  jest bardzo rozpowszechniony w adsorpcji fizycznej i
wiąże się z powstawaniem wielomolekularnej warstwy adsorpcji

III typ  charakteryzuje się ciepłem adsorpcji, które jest równe
lub mniejsze co do warstwy bezwzględnej niż ciepło skraplania
czystego adsorbatu

Izotermy typu IV i V odpowiadają krzywym II i III i różnią się od
nich jedynie tym, że max ciśnienie adsorpcji jest mniejsze od
ciśnienia pary nasyconej p

s.

Uważa się, że odzwierciedlają one

zjawiska tzw kondensacji kapilarnej.

WYTYCZNE PROJEKTOWANIA DOBORU I EKSPLOATACJI



Różnorodność występujących rozwiązań konstrukcyjnych
adsorberów stwarza możliwość wyboru urządzenia do
zastosowania technologii oczyszczania gazów
odlotowych,



Przy wyborze lub projektowaniu adsorbera dla
określonego źródła emisji należy brać pod uwagę takie
kryteria:


Wymagana sprawność oczyszczania gazu,



Właściwości fizykochemiczne oczyszczanego gazu



Właściwości adsorbentu,



Masa adsorbentu,



Warunki prowadzenia procesu (okresowy, ciągły),



Możliwość utylizacji produktów oczyszczania
gazu w macierzystym zakładzie.

NAJCZĘŚCIEJ STOSOWANE ADSORBERY



Węgiel aktywny,



Żel kwasu krzemowego,



Aktywny tlenek glinowy,



Zeolity naturalne i syntezy(sita molekularne),



Sorbenty węglowe.

ADSORBERY Z RUCHOMĄ WARSTWĄ ADSORBENTU W STANIE
FLUIDALNYM
Wymiana masy zachodzi jedynie na niewielkim odcinku
wysokości złoża powyżej rusztu utrzymującego adsorbent.

IZOTERMA LANGMUIRA



Jej teoria zakłada, że:



Adsorpcja jest zlokalizowana i zachodzi na
miejscach aktywnych,



Nie zachodzi oddziaływanie między
cząsteczkami zaadsorbowanymi,



Na każdym miejscu aktywnym może
zaadsorbować się tylko jedna cząsteczka,



Na całej powierzchni powstaje
jednocząsteczkowa warstwa adsorbatu



Proces adsorpcji:

Cząsteczka gazu + miejsce aktywne 
kompleks adsorpcji



Wielkość a

m

nazywa się pojemnością monowarstwy,



Równanie to ma postać:

=

Dla małych ciśnień gdy β∙p 1 zachodzi
zależność:

=a

m

∙β∙p

Dla ciśnień dużych, gdy β∙p 1 następuje
zapełnienie powierzchni monowarstwą cząstek

=a

m



Równanie Leugmuira można przedstawić w postaci
równania prostej

=

Czyli

=



Na podstawie pojemności monowarstwy a

m

[mol/g]

określa się powierzchnię właściwą adsorbentu:

a

0

= a

m

∙N∙ω

cz

[m

2

/g]

N- liczba Avogarda 6,02∙1023 [mol

-1

]

ω

cz

- powierzchnia elementarna [ηm

-2

]

ADSORBERY Z NIERUCHOMĄ WARSTWĄ ADSORBENTU



Pionowy (d do 3m, h- wysokość części cylindrycznej do
2m, wysokość warstwy adsorbentu od 0,5 do 1,2 m),



Poziomy (d do 2m, h od 3 do 10 m, wysokość warstwy
adsorbentu od 0,5 do 1,2 m),



Pierścieniowy (zwiększa wydajność procesu przy
znacznie mniejszych zmianach niż stożkowy i przy
niewielkim spadku ciśnienia (400Pa)),



Stożkowy,



Nowe rozwiązania konstrukcyjne:


adsorbent umieszczamy w cylindrycznych
pojemnikach,



adsorbent w pojemnikach o kształcie
prostopadłościanu rozmieszczonych
wielopoziomowo,



Adsorber wielosekcyjny (pozwala obniżyć
całkowity spadek ciśnienia).

ADSORBERY Z RUCHOMĄ WARSTWĄ ADSORBENTU



Podczas oczyszczania gazów odlotowych z
zanieczyszczeń gazowych przebiega w sposób ciągły, bez
wyłączania urządzenia na czas regeneracji warstwy,



Adsorbery te stanowią kolumny pionowe, w których
adsorbent pod wpływem siły ciężkości przesuwa się z
góry w dół kolumny,



Kolumna ta składa się z 3 części:
górnej  rurkowy wymiennik ciepła do chłodzenia

adsorbentu

środkowej  strefa adsorpcji
dolnej  rurkowy wymiennik ciepła jako desorpcji

ADSORBERY PÓŁKOWY



Półki, desorber, chłodnica,



jest to kolumna z preferowanymi półkami, w których gaz
przepływa otworami półki, powodując ruch ziaren
adsorbentu do przelewów i ich opadanie z półki na
półkę,



obliczanie kolumny adsorpcyjnej sprowadza się do
obliczenia wysokości warstwy adsorbentu, na której
przebiega proces adsorpcji, średnicy kolumny oraz
prędkości podawania i odbierania adsorbentu,



w instalacji zastosowano dwustopniowy adsorber z
ruchomą warstwą aktywnego koksu. Adsorbent ten
opada przez system żaluzji z góry w dół adsorbera, gaz
zanieczyszczony przepływa krzyżowo.

RÓWNANIE SZIŁOWA



Oznaczając wysokość frontu adsorpcji przez H0 możemy
zdefiniować warunki pracy adsorbera



Przenoszenie równoległe frontu adsorpcji
zachodzi gdy:

=const



Postępuje rozmycie frontu adsorpcji gdy:

0



Postępuje zwężenie się frontu gdy:

0



Najczęściej zachodzą warunki przenoszenia równoległego

τ

a

=K∙H-τ

0



okres formowania frontu sorpcji jest
przedstawiony odcinkami krzywej, okres
przenoszenia frontu linią prostą,



W razie przenoszenia skokowego (H=0) równanie
Sziłowa przybiera postać:

τ

a

=K∙H



dokonując bilansu masowego procesu adsorpcji w
czasie τ

a

otrzymujemy

τ

a

=