Поглинальна здатність адсорбентів виражається концентраціях-їй адсорбата в масової або об'ємної одиниці адсорбенту. Процес ад-сорбції супроводжується виділенням тепла, тому зниження температу-ри сприяє його проведенню.
Незалежно від природи адсорбційних сил на величину адсорбції впливають такі чинники: природа поглинається речовини; темпера-туру; тиск; домішки в фазі, з якої поглинається речовина.
Природа поглинається речовини - вважається, що рівноважна кон-центрація в адсорбенті тим вище, чим більше молекулярна вага поглинається газу, а в разі розчинів - чим менше розчинність поглинається речовини в рідині.
З підвищенням температури при інших рівних умовах одно-весна концентрація зменшується.
З ростом тиску в парогазової фазі рівноважна концентрація X збільшується.
Домішки в фазі, з якої поглинається речовина. При наявності в фазі, з якої адсорбент поглинає речовина А, конкуруючого (ви-тісняться) речовини В, т. Е. Речовини, також здатного поглинатися цим адсорбентом, зменшується рівноважна концентрація речовини А в адсорбенті. В цьому випадку речовина В або частково, або повністю ви-тісняться або заміщає речовина А в адсорбенті.
З плином часу при адсорбції настає рівновага, при кото-ром встановлюється певна залежність між концентрацією ад-сорбуючого речовини Х (кг / кг адсорбенту) і його концентрацією Y в газо-вої фазі:
Де Y - рівноважна концентрація інертної частини газової суміші, кг / кг; А, п - коефіцієнти, що визначаються дослідним шляхом (причому n> 1).
Залежність (4.61) величини адсорбції цільового компонента в ус-ловиях рівноваги між фазами при постійній температурі називають ізотермою адсорбції.
Існує п'ять типів ізотерм фізичної адсорбції парів. Вони наведені на рис. 4.11.
Мал. 4.11. Типи ізотерм адсорбції.
Ізотерма типу а) відповідає мономолекулярної ленгмюровских адсорбції; ізотерми типу б), в) - мономолекулярної і полімолекулярної адсорбції. Ізотерми типу г) і д) відповідають випадку, коли мономоле-кулярной і полімолекулярнимі адсорбції супроводжуються капілярної конденсацією.
Рівняння (4.61) можна представити в іншому вигляді (т. К. Концент-рація компонента в газовій суміші при постійній температурі пропор-нальних його тиску):
Де A1 - коефіцієнт; Р - рівноважний тиск поглинається речовини в парогазової суміші, Па.
Основні фактори, що впливають на адсорбцію - це властивості адсор-Бента, температура, тиск, властивості поглинаються речовин, складу фази, з якої речовини адсорбуються.
Адсорбція прискорюється при зниженні температури або при пови-шеніі тиску. Ці ж фактори впливають на процес десорбції в обрат-ном напрямку. Десорбція прискорюється з підвищенням температури ад-сорбенту і зниженням тиску, а також при пропущенні через адсорбент парів, які витісняють поглинене речовина.
При високих температурах або малих парціальних тисках з-терми адсорбції аппроксимируются законом Генрі:
Де а * - кількість поглиненого речовини, кг / кг (адсорбенту) або кг / м3; Ар - константа фазового рівноваги; р - парціальний тиск компонента в газі.
У практичних розрахунках широко використовується рівняння Фрейн - дліха:
Де А1 і n - коефіцієнти.
Для мономолекулярної фізичної адсорбції використовується уравне-ня Ленгмюра:
Де b - коефіцієнт; am - гранична величина адсорбції.
Універсальний характер має рівняння Брунауер-Еммет-Теллер (БЕТ), яке описує мономолекулярну і моногослойную адсорбцію:
(1 - p / Ps) [1 + (c - 1) p / Ps]. (4 66)
На поглинаються молекули з боку поверхні адсорбенту дей-ствует сила тяжіння, пропорційна адсорбционному потенціалу:
E = R • T • ln ps / p. (4.67)
Серйозним відхиленням від реальних характеристик адсорбції є-ється і припущення про изотермичности процесу. Адсорбція може бути ізотермічної тільки при відповідній організації теплоот - вода із зони конденсації. В інших випадках тепло, що виділяється при кондом-сації адсорбата і змочуванні поверхні адсорбенту, піде на нагрівання оброблюваного газу, часток адсорбенту.