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Adsorbentien

Adsorptionseffekte

Die Trennung von Gasgemischen durch Adsorption beruht je nach Adsorptionsbedingungen auf einem von drei verschiedenen Effekten:

  • sterischer Effekt
  • Gleichgewichtseffekt
  • kinetischer Effekt

Sterischer Effekt

Die Trennung von Gasgemischen aufgrund des sterischen Effekts ist unter folgenden Bedingungen möglich:

  • Es wird ein Adsorbens mit einheitlicher, sehr enger Größenverteilung der Poren verwendet.
  • Die Moleküldurchmesser der zu trennenden Gase müssen unterschiedlich sein.
  • Der Porendurchmesser im Adsorbens muss zwischen den Moleküldurchmessern der zu trennenden Komponenten liegen.

Der sterische Effekt ist gleichbedeutend mit einer Siebwirkung, d.h. es werden nur die Moleküle adsorbiert, deren Durchmesser kleiner sind als der Porendurchmesser des Adsorbens. Zur Ausnutzung dieses Trenneffekts sind die Molekularsiebe auf Basis von Zeolithen oder Kohlenstoff am besten geeignet.

Gleichgewichtseffekt

Eine Trennung von Gasgemischen aufgrund des Gleichgewichtseffekts ist dann möglich, wenn die Adsorptionsisothermen der einzelnen Komponenten weit auseinander liegen. Dadurch sind die Wechselwirkungen zwischen dem Adsorbens und den verschiedenen Gasmolekülen so unterschiedlich stark, dass einige Komponenten wesentlich stärker gebunden werden als andere.

Kinetischer Effekt

Eine Trennung durch den kinetischen Effekt wird dann erzielt, wenn eine Komponente wesentlich schneller von dem Adsorbens adsorbiert wird als die andere, d.h. wenn die effektiven Diffusionskoeffizienten der Gase sehr unterschiedlich sind, ist eine Trennung möglich.

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