5102077794

1.1.3. Desorpcja

Procesem odwrotnym do sorpcji jest desorpcja. Proces desorpcji z porowatego materiału można przedstawić za pomocą diagramu (rysunek 1.2). Początkowo następuje oderwanie się cząsteczek desorbowanej substancji od miejsc aktywnych znajdujących się wewnątrz porowatego adsorbentu. Następnie zachodzi dyfuzja tych cząsteczek do powierzchni ziarna i końcowe odparowanie cząsteczek z zewnętrznej powierzchni adsorbentu. Przepływający przez układ wzbogacania składników próbki gaz nośny (najczęściej gaz szlachetny) usuwa desorbowaną substancję znad złoża i kieruje do dalszej analizy. Szybkość procesu desorpcji uwarunkowana jest kilkoma współczynnikami m.in. współczynnikiem szybkości dyfuzji wewnątrz porów ziarna, wielkością współczynnika wnikania masy do powierzchni ziarna, kształtem izotermy adsorpcji etc. Szczegółowe omówienie tego procesu można znaleźć w monografii M. L. Paderewskiego [8].

Jedną z najpopularniejszych metod desorpcji jest desorpcja termiczna. To najprostsza a zarazem najwydajniejsza metoda uwalniania adsorbatu ze złoża. W układach konwencjonalnych proces desorpcji trwa kilka minut, w mikroukładach zachodzi znacznie szybciej (< 1 min). Efektywność desorpcji mierzona jest za pomocą współczynnika określającego, jaki procent adsorbatu został uwolniony ze złoża. Na poziom efektywności ma wpływ kilka czynników m.in.:

•    natężenie przepływu strumienia gazu nośnego przez układ zatężania, którego wartości typowe zawierają się w przedziale od 10 - 100 ml/min,

•    prędkość narostu temperatury: 10°C/s - 100°C/s,

•    temperatura desorpcji, która dla większości adsorbentów wynosi od 200°C do 400°C.

Jedynie ostatni czynnik zależy od użytego materiału adsorbującego, pozostałe są bezpośrednio związane z konstrukcją prekoncentratora i są zależne od ograniczeń technologicznych, materiałowych lub konstrukcyjnych (np. natężenie przepływu strumienia gazu nośnego nie przekracza z reguły wartości 100 ml/min). Przedstawione w rozprawie wyniki eksperymentów otrzymane zostały przy wykorzystaniu desorpcji termicznej. Rozważania teoretyczne dotyczące procesu desorpcji termicznej zostały szeroko opisane i omówione w pracy [9].

Rysunek 1.2. Poglądowe przedstawienie adsorpcji i desorpcji

6