吸附速度是動力學問題,吸附動力學是一個複雜的問題。吸附平衡只是表達了吸附過程進行的極限,但要達到平衡,往往兩相要經過長時間的接觸才能建立,這在實際生產中是不允許的。在實際中,兩相接觸的時間是有限的,因此吸附量取決於吸附速度,而吸附速度又依吸附劑和吸附質性質的不同而有很大差異。所以,實踐中所需的吸附速度數據往往從理論上很難推導。
目前吸附器的設計或憑經驗,或利用模擬裝置實驗求得,儘管有人提出了一些數學模型,但很難在實踐中得到應用從20世紀70年代之後,吸附分離技術作為一種新興的技術,取得迅速發展。它主要以碳分子篩、沸石等為吸附劑,利用吸附劑對氣體的選擇性吸附,從而使得不同氣體分離。與傳統的深冷法相比,吸附分離技術具有工藝流程簡單、自動化程度高、產氣快、能耗低等特點。隨著吸附分離技術的廣泛應用,相應的氣體吸附動力學模型的研究也不斷深入。相繼出現了孔擴散模型、平衡模型、線性推動力模型、塵氣模型及上述各模型現有的各種改進行式。
1。孔擴散模型孔擴散模型認為球形吸附劑顆粒內部微觀結構全部為微孔晶體,吸附質從吸附劑顆粒的外表面擴散到吸附劑顆粒內部,這一傳遞過程可用固相擴散偏微分方程來描述2。平衡模型平衡模型認為吸附劑的吸附速度很快,吸附瞬時達到平衡,且忽略傳質阻力的存在。單顆粒的吸附量只與外界環境條件有關3。線性推動力( linear driving force,LDF)模型該模型主要是對變壓吸附的研究
吸附過程氣體吸附過程通常由下列步驟組成(1)外擴散吸附質分子由氣相主體到吸附劑顆粒外表面的擴散。(2)內擴散吸附質分子沿著吸附劑的孔道深入到吸附劑內表面的擴散。(3)吸附已經進到微孔表面的吸附質分子被固體所吸附因此,吸附速度的大小將取決於外擴散速度、內擴散速度及吸附本身的速度。可以把擴散和內擴散過程稱為物理過程,而把吸附過程稱作動力學過程。對一般的物理吸附,吸附本身的速度是很快的,即動力學過程的阻力可以忽略;而對化學吸附,或稱動力學控制的吸附,則吸附阻力不可忽略。