Адсорбция – процесс, приводящий к аномально высокой концентрации вещества (адсорбата) из газообразной или жидкой среды на поверхности ее раздела с жидкостью или твердым телом (адсорбентом). Частный случай сорбции. Адсорбция происходит под действием некомпенсированных сил межмолекулярного взаимодействия в поверхностном слое адсорбента, что вызывает притяжение молекул адсорбата из приповерхностной области; адсорбция приводит к уменьшению поверхностной энергии.
В зависимости от характера взаимодействия молекул адсорбента и адсорбата различают физическую адсорбцию и хемосорбцию. Физическая адсорбция не сопровождается химическими изменениями молекул. При такой адсорбции, молекулы могут образовывать не только мономол. слой, но и адсорбироваться многослойно, а также мигрировать по поверхности. Процессы хемосорбции сопровождаются образованием связи между молекулами адсорбента и адсорбата.

 

* * *

Адсорбция (лат. Ad – на, при; sorbeo – поглощаю) – процесс концентрирования вещества из объёма фаз на границе их раздела.
Поглощаемое вещество, еще находящееся в объеме фазы, называют адсорбтив, поглощенное – адсорбат. В более узком смысле под адсорбцией часто понимают поглощение примеси из газа или жидкости твердым веществом – адсорбентом. При этом, как и в общем случае адсорбции, происходит концентрирование примеси на границе раздела адсорбент–жидкость либо адсорбент–газ. Процесс, обратный адсорбции, то есть перенос вещества с поверхности раздела фаз в объем фазы, называется десорбция.
 

 

Применение адсорбции для разделения паров растворителей Anwendung der Druckwechseladsorption auf die Abtrennung von Losemitteldampfen. SuSSebach Wolf–Dieter, Rohm Hans–Jurgen. Chem.–Ing.–Techn.. 2002. 74, № 10, с. 1422–1425. Применение адсорбции переменного давл. (pressure swing adsorbtion – PSA) для выделения органических паров из отходящих газов и отработанного воздуха является еще новым и малоизвестным процессом. По сравнению со способом переменных температур, PSA отличается низкой энергетичностью и инвестиционной стоимостью, достижением высокой чистоты продукта, большой гибкостью относительно концентрационных, температурных колебаний и колебаний давления, а также высокой концентрацией выделенных компонентов. PSA применяется для разделения или очистки газов, напр., разложения и сушки воздуха, изотермического разделения и для получения высокочистого водорода, а также на малых предприятиях, не зависящих от инфраструктуры крупных промышленных комплексов ввиду удобства обращения, но может применяться и в большой технологии, с соединениями с другими основными операциями, например, мембранной паровой пермеацией и абсорбцией. Примером может служить очистка вентиляционных газов в резервуарах гибридным способом и PSA–установках. Проведенные на опытной установке эксперименты показали, что PSA, особенно с использованием активированного угля, весьма пригоден для разделения органических паров.

 

* * *

 

Технология адсорбции основана на поглощении молекулярными ситами определенных веществ, за счет этого обеспечивается разделение воздушной смеси. Адсорбционная технология позволяет эффективно получать из атмосферного воздуха такие газы как азот и кислород.

Установки работают по принципу короткоцикловой безнагревной адсорбции с использованием воздуха давлением выше атмосферного на стадии адсорбции и сбросом давления до атмосферного на стадии десорбции.
При прохождении воздуха через один из 2-х попеременно работающих адсорберов, заполненных адсорбентом – угольно-молекулярным ситом (УМС) происходит преимущественная адсорбция кислорода на УМС и, при этом, газовая среда обогащается азотом. При насыщении УМС кислородом воздух направляется в другой адсорбер, в отработанном адсорбере давление снижается до атмосферного и он продувается частью продукционного азота, при этом из УМС удаляется адсорбированный кислород и свойства УМС восстанавливаются. Разделение воздуха адсорбционным методом реализуется при температурах +10°…+40°С.

Разделение газов с помощью адсорбционной технологии

 

 

 

Области применения адсорбционной техники
На явлении адсорбции основаны многие способы очистки воздуха от вредных примесей, воды, а также сахарных сиропов при сахароварении, фруктовых соков и других жидкостей в пищевой промышленности, отработанных смазочных масел. Удаление влаги как вредной примеси из газов и жидкостей с помощью твердых адсорбентов – одна из важных отраслей адсорбционной техники.
На адсорбционных процессах основано тонкое разделение смесей веществ и выделение из сложных смесей определенных компонентов. Примеры–разделение изомеров алканов с целью получения нормальных углеводородов для производства ПАВ, разделение нефтей при производстве моторных топлив. Для газовых смесей адсорбционные методы разделения используют при получении воздуха, обогащенного кислородом (вплоть до почти чистого О₂); во мн. случаях эти методы успешно конкурируют с ректификационным.
Быстро развивающаяся область применения адсорбции техники–медицина, где она служит для извлечения вредных веществ из крови (метод гемосорбции) и др. физиол. жидкостей. Высокие требования к стерильности ставят очень трудную задачу подбора подходящих адсорбентов. К ним относятся специально приготовленные активные угли.