Adsorptive Characteristics of Benzene and Toluene on Activated Carbon

활성탄상에서 벤젠과 톨루엔의 흡착특성

The effects of various factors such as adsorption temperature, interstitial velocity, species and concentration of adsorbates(benzene and toluene) and aspect ratio(L/D) on adsorption characteristics were investigated in a fixed bed with activated carbon. The breakthrough time in a fixed bed was decreased with the increasing of adsorption temperature, interstitial velocity and concentration of adsorbates. The interstitial velocity, concentration of adsorbates and adsorption temperature had influenced considerably upon the MTZ(mass transfer zone) and LUB(length of unused bed) obtained through the breakthrough curves, while aspect ratio(L/D) had smaller effect than former factors. Especially, the concentration of adsorbates among factors have the largest effect on MTZ and LUB. From comparison with the model isotherms, such as the Langmuir, Freundlich and Langmuir-Freundlich, the experimental isotherm data of benzene and toluene agreed farily well to three adsorption isotherm models.

본 연구는 활성탄이 충진된 고정 흡착층에서 흡착특성에 영향을 줄 수 있는 다양한 변수들, 흡착온도, 흐름속도, 흡착질의 종류와 농도, 형상비(L/D)에 따른 영향이 조사되었다. 고정층내의 파과시간은 흡착온도, 흐름속도와 흡착질의 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 또한 고정 흡착층의 파과곡선으로부터 얻어지는 물질전달영역(mass transfer zone)과 미사용길이(length of unused bed)는 흡착가스 유속, 흡착가스의 농도 및 흡착온도에 영향을 많이 받는 반면 고정 흡착층의 형상비에 대한 영향은 상대적으로 작았으며, 이 중에서 흡착가스의 농도에 대한 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 단일성분에 대한 흡착평형실험 데이터를 가장 잘 예측할 수 있는 모델식을 구하기 위해 Langmuir, Freundlich 및 Langmuir-Freundlich 모델식을 적용하여 실험결과와 비교해 보았을 때 세가지 이론식 모두 benzene과 toluene의 흡착평형을 잘 표현하는 것을 알 수 있었다.