۱-۲ مفاهیم عمومی فرایند جذب سطحی

جذب سطحی^[۲] یکی از روش‌های جداسازی انتخابی است که در آن جزء یا اجزای مشخصی از فاز گاز یا مایع به روی سطح جاذب متخلخل منتقل می‌گردد. گزینش‌پذیری یک جاذب برای جذب یک جزء یا اجزای محلول از سیال حامل، موجب استفاده گسترده‌تری از این فرایند شده است. عمل جذب سطحی شامل تجمع مولکول‌های جذب شونده روی سطح داخلی جاذب می‌باشد و با توجه به اینکه در واحد سطح فقط مقدار اندکی تجمع می‌تواند صورت پذیرد، از جاذب‌های فوق‌العاده متخلخل با نسبت سطح به حجم خیلی زیاد استفاده می‌شود. اصولاً قدرت انتخابی کنندگی یک جاذب بین حل شونده و سیال حامل یا بین حل شونده‌های مختلف، امکان جداسازی حل شونده‌های بخصوص از سیال حامل و از یکدیگر را فراهم می‌سازد. بطریق مشابه در عملیات معکوس که به نام دفع^[۳] نامیده می‌شود، اجزای موجود در ماده جامد جداسازی می‌شوند.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

با بهره گرفتن از عمل جذب می‌توان جداسازی‌های بسیاری را که بوسیله تکنیک‌های دیگر جداسازی همچون تقطیر، جذب مایع‌ـ گاز، استخراج مایع‌ـ مایع^[۴] و رو‌ش‌های جداسازی غشایی بعضاً غیرممکن یا غیرعملی می‌باشند انجام داد. لازم به ذکر است که بدلیل سادگی و کاربرد فراگیر، تقطیر سهم بزرگی در تکنولوژی سنتی جداسازی دارد. از سال ۱۹۷۲ جذب سطحی از برخی جهات بر فرایند وابسته به انرژی تقطیر برتری یافته است. البته جداسازی از طریق جذب سطحی موقعی اقتصادی‌تر است که ضریب جداسازی^[۵] یا انتخاب‌پذیری جاذب^[۶] خیلی بیشتر از ضریب فراریت نسبی باشد. به بیانی دیگر وقتی فراریت نسبی کمتر از حدود ۲۵/۱ باشد، به صورت یک قانون نسبی، جذب سطحی نسبت به تقطیر برای جداسازی توده فاز برتری می‌یابد. لذا پیدایش جذب سطحی موجب افزایش کاربردهای فرآیندی و زیست‌محیطی تکنیک‌های جداسازی گردیده است. ضمن اینکه بسیاری از این کاربردها فقط از طریق توسعه تکنولوژی جذب قابلیت امکان یافته‌اند.
فرایند جذب سطحی اغلب در یک بستر ثابت از جاذب صورت می‌گیرد که عملیات احیاء بصورت دوره‌ای روی آن انجام می‌گیرد. یک سیستم متعارف شامل دو بستر موازی است که در آن یکی در حالت جذب کردن بوده و دیگری در حال احیاء می‌باشد. در واحدهای بزرگ صنعتی، استفاده از سه بستر متداول است. بدین ترتیب که همواره دو بستر در حال جذب و یک بستر در حال احیاء می‌باشد.
در دماهای پائین عمل جذب سطحی معمولاً بوسیله نیروهای بین مولکولی و بدون تشکیل پیوندهای شیمایی جدید انجام می‌گیرد. بدین دلیل به این عمل جذب فیزیکی^[۷]گفته می‌شود. ولی در دماها بالاتر از C 200 انرژی اکتیواسیون برای تشکیل یا شکستن پیوندهای شیمیایی در دسترس می‌باشد. لذا به چنین مکانیزمی جذب شیمیایی^[۸]اطلاق می‌شود. جذب فیزیکی عمدتاً بوسیله نیروهای واندروالس و الکترواستاتیک بین مولکولهای جذب شونده و اتم‌های تشکیل دهنده سطح جاذب انجام می‌گردد.
سطوح جاذب‌های متخلخل اغلب نامرتب بوده و انرژی‌های پیوندی از یک مکان فعال تا دیگری بسیار متفاوت می‌باشند. البته در غربالهای مولکولی^[۹]که نمونه‌هایی از سطوح با یکنواختی زیاد هستند، انرژی اتصال تقریباً ثابت است. سطوح جذب کننده‌ها در کانال‌ها یا حفره‌های داخلی دارای ساختمان‌های میکروکریستالی می‌باشند.
جاذب‌ها عموماً موادی مصنوعی یا طبیعی با ساختمان‌های بی‌شکل (آمورف) یا میکروکریستالی هستند. از جاذب‌های رایج کربن فعال، آلومینای فعال، سیلیکاژل، بنتونیت، لایگنیت^[۱۰]، بعضی از خاک‌ها مانند خاک رس، غربال‌های مولکولی (زئولیت‌ها) و رزین‌های تبادل کنده یونی را به عنوان موادی که در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، نام برد.

۱-۲-۲- کاربردهای اصلی فرایند جذب سطحی

۱-۲-۲-۱- کاربردهای جذب سطحی از فاز مایع

یکی از کاربردهای اصلی فرایند جذب سطحی، جذب از فاز مایع می‌باشد. مهمترین کاربری‌ها در این گروه عبارتند از:

موضوعات: بدون موضوع لینک ثابت

فید نظر برای این مطلب