什么是吸附熱?什么是積分吸附熱?什么是微分吸附熱?
固體吸附劑在吸附氣體時,伴隨吸附過程發(fā)生的能練效應(yīng)是放出的吸附熱,這是吸附質(zhì)進(jìn)入吸附劑表面和毛細(xì)管時的重要外在表征和本質(zhì)特性。
吸附式干燥機(jī)吸附熱在數(shù)值上的大小,可以用來準(zhǔn)確表示吸附現(xiàn)象的物理或化學(xué)本質(zhì)、吸附劑活性和吸附能力的強(qiáng)弱,這對于了解表面過程及吸附劑表面結(jié)構(gòu)(孔徑和孔容),評價吸附劑和吸附質(zhì)間的作用力大小、選擇適當(dāng)?shù)奈絼?、對吸附劑進(jìn)行活性再生(脫附)以及對吸附工藝進(jìn)行能耗計(jì)算等都具有重要的意義。
在無熱再生吸附式干燥機(jī)(變壓吸附)干燥壓縮空氣時,把吸附熱當(dāng)作能源資源而得到應(yīng)用。
吸附熱在數(shù)值上的大小用積分吸附熱和微分吸附熱來表示。
積分吸附熱是指沒有吸附過氣體(或經(jīng)過完全再生)的吸附劑,在吸附一定量的氣體時,沒吸附單位氣體引起的平均焓值的變化,也可以表示為每1g純吸附劑吸附一定數(shù)量氣體時所放出的熱量。隨著吸附過程的進(jìn)行,吸附質(zhì)濃度逐漸減小,積分吸附熱也隨之減少。
微分吸附熱是指在被吸附氣體濃度保持一定情況下,用大量吸附劑使吸附過程繼續(xù)進(jìn)行,在進(jìn)行過程中每單位重量吸附劑在吸附單位氣體吸附質(zhì)時所引起的焓值變化,也即為吸附過程中各階段放出的熱量。
在工程應(yīng)用上,積分吸附熱相當(dāng)于某一吸附劑的動態(tài)吸附量;而微分吸附熱則相當(dāng)于吸附劑的靜態(tài)吸附量。靜態(tài)吸附量常用來表征該吸附劑的特征指標(biāo),而動態(tài)吸附量則反映了吸附劑的應(yīng)用特性。在工藝應(yīng)用上,往往要求將吸附工作點(diǎn)取在吸附工作點(diǎn)取在改吸附劑所允許的動態(tài)吸附量一下才能保證吸附工藝的最終質(zhì)量。
一般來說,物理吸附所發(fā)生的吸附熱都解決并高于其吸附質(zhì)的冷凝熱。實(shí)際混合氣體(如濕空氣)的吸附熱是吸附劑(水蒸氣)的冷凝熱和潤濕熱之和。不同吸附劑對不同吸附質(zhì)的吸附熱各不相同,其中水蒸氣的吸附熱濕比較大,見下表:
水蒸氣吸附熱
吸附劑 | 吸附熱 kcal/mol |
活性氧化鋁 | 12.4 |
合成沸石分子篩 | 18.0 (max) |
硅膠 | 12.8 |