Общие сведения. Адсорбция — это процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой или жидкой фазы, как правило

Адсорбция — это процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой или жидкой фазы, как правило, твердым поглотителем (адсорбентом). Адсорбируемый компонент называ­ют адсорбатом. В отличие от абсорбции компоненты поглощаются в поверхностном слое адсорбента.

В химической промышленности процесс адсорбции применя­ется для извлечения летучих растворителей из смеси с воздухом, осушения природного газа, выделения ароматических углеводоро­дов из коксового газа, улучшения качества сырья и продуктов и т.д. Адсорбция является эффективным способом разделения «бедных» смесей, содержащих незначительное количество по­глощенных веществ, а также смесей, состоящих из компонен­тов, очень близких друг к другу по химическим и физическим свойствам.

Процессы адсорбции обычно тесно связаны с процессами де­сорбции. Десорбция — это удаление адсорбированных веществ из адсорбента для его повторного использования в процессе.

В зависимости от природы сил, действующих на поверхности твердого тела, различают физическую адсорбцию, вызываемую си­лами молекулярного взаимодействия, и хемосорбцию, обусловлен­ную силами химического взаимодействия.

Во многих случаях технологическая очистка промышленных газов (от S0₂, CS₂, N0₂₎ NO и др.) с помощью адсорбентов пред­ставляет собой один из методов защиты окружающей среды.

К адсорбционным процессам можно отнести ионный обмен. Он обеспечивает разделение компонентов, находящихся в растворе, с помощью твердых веществ, обладающих особым свойством об­менивать содержащиеся в них ионы на ионы, присутствующие в растворе. Такие твердые вещества носят название ионитов.

Адсорбционной способностью может обладать любое твердое вещество. Промышленное применение нашли только твердые ад­сорбенты с сильно развитой внутренней поверхностью, включа­ющей в себя поры и капиллярные каналы различного размера. Наи­более распространенными адсорбентами являются активированный уголь и негорючий гель кремневой кислоты (силикагель), причем площадь поверхности 1 г угля может составлять 200...4000 м², силикагеля — 500 м² и более. В некоторых случаях в качестве адсорбентов используют глины, активированные серной кис­лотой. В промышленности применяются адсорбенты в виде зерен размером 2... 8 мм или пыли с размером частиц 50... 200 мкм. Боль-

шинство из них относятся к смешанным структурным типам ад­сорбентов и имеют поры различного размера.

Адсорбенты характеризуются такими важными показателями как активность (адсорбционная способность) и селективность (из­бирательность поглощения компонентов разделяемой смеси). При­родные и искусственные иониты также должны иметь максималь­ную поверхность контакта со смесью для ускорения обмена и бы­строго достижения равновесия. Природные иониты нестойки в сильных кислотах и щелочах, что существенно ограничивает их использование.

Открытие синтетических высокомолекулярных полимеров при­вело к созданию ряда широко применяемых искусственных иони­тов. Их используют для процесса опреснения воды, в гидрометал­лургической промышленности, при получении электролитических покрытий, в фармацевтической промышленности, при проведе­нии очистки промышленных сточных вод и т.д.

Синтетические смолы, на основе которых изготавливают иони­ты, чаще всего имеют трехмерную решетку полистирола (или дру­гого высокомолекулярного соединения), с которой «сшиты» функ­циональные группы, определяющие свойства этих полимеров. По знаку электрического заряда у активных групп различают кат ио­ниты и аниониты.