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Abb. 5: Adsorptionsisothermen von n-Pentan bei 50 °C auf ACC507-10 Abb. 6: Adsorptionsisothermen von n-Pentan auf ACC507-15 bei 50 °C und
(Dreiecke), ACC507-15 (Vollkreise) und ACC507-20 (Rauten); bei ~ 2.6 bar relativen Feuchten von 0 % (schwarz), 45 % (lila), 63 % (blau), 70 % (grün),
die Maximalbeladungen; unten rechts die Freie-Adsorptionsenthalpie nach 78 % (orange) und 84 % (rot), gestrichelte Linien sind Messwertanpassungen
ALI für Toluol an den drei Aktivierungsgraden ACC507-10 (strichpunktiert, mit der entwickelten empirischen Gleichung (oben links)
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unten), ACC507-15 (punktiert, mittig) und ACC507-20 (durchgezogen, oben)

direkt ineinander übergehen, d. h. gebildet oder Adsorbentien mit sehr wenig Messaufwand bei
abgebaut werden. Mithilfe der genannten und beliebigen Temperaturen und Konzentrationen
weiterer Untersuchungen an ACCs konnte die beschrieben werden. Für die Apparateauslegung
innere Struktur von Aktivkohlen näher beschrie- und Simulation ist dies ebenso wichtig wie für die
ben werden und teilweise makroskopische spätere industrielle Anwendung mit ihren sich
Erscheinungen mit der Mikrostruktur verknüpft ändernden Temperaturen und Konzentrationen.
werden. Die Ergebnisse der Reinstoffadsorption Das ALI -Modell bietet außerdem die Möglich-
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an Adsorbentien werden in Form von Adsorp- keit, Adsorbens-Adsorptiv-Systeme zu verglei-
tionsisothermen dargestellt. Sie geben die chen. Dazu wird die Freie-Adsorptionsenthalpie
Kapazität der Beladung [Gew.%] bei konstanter des Adsorbat-Konzentrats bei unendlicher Ver-
Temperatur als Funktion des Adsorptivdruckes dünnung bestimmt. Für Toluol ist deren Verlauf
[bar] in der Gasphase an. Mithilfe der Gleich- in Abbildung 5 für drei ACCs dargestellt. Es zeigt
gewichtsadsorptionsanlage ist es möglich, sich, dass mithilfe des ALI -Modells und dessen
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Adsorptionsisothermen von Lösemitteln auf Thermodynamik eine Verknüpfung zwischen
mikro- und mesoporösen Adsorbentien in einem makroskopischer Adsorption und mikroskopi-
weiten Temperaturbereich von 40 °C bis 200 °C scher Aktivkohlestruktur geschaffen werden
zu messen. Abbildung 5 zeigt Adsorptionsiso- kann. Mit der Gleichgewichtsadsorptionsan-
thermen von n-Pentan bei 50 °C. Das Adsorpti- lage konnten neben reinen Stoffen außerdem
onsverhalten ändert sich mit dem Aktivierungs- Gemisch-Isothermen für Lösemittel und Wasser
grad deutlich. Der Aktivierungsgrad ACC507-10 gemessen werden, siehe Abbildung 6. Diese sind
ist aufgrund seiner ausschließlich mikroporösen in der Literatur nur unzureichend beschrieben,
Struktur und dem großen Anteil sehr kleiner obwohl die Komponente Wasserdampf in den
Poren im unteren Konzentrationsbereich den meisten Prozessen eine Rolle spielt. Dies liegt vor
höher aktivierten ACCs überlegen. In engsten allem an den messtechnischen Schwierigkeiten
Poren überlappen sich die anziehenden Kräfte und dem zeitlichen Aufwand. Betrachtet man die
und können so stärker auf adsorbierte Moleküle Messergebnisse, z. B. eine Lösemittelbeladung
wirken. Mithilfe des am ipp-htw saar entwickel- von ~20 % bei 0 % relativer Feuchte, so ist diese
ten ALI -Modells ist es möglich, die Messwerte Lösemittelbeladung bei 84 % relativer Feuchte
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sehr genau mit mathematischen Funktionen zu nur noch ~ 1.5 %. Wasserdampf beeinträch-
beschreiben. Wegen der thermodynamischen tigt die Lösemitteladsorption gewaltig! Aus
Konsistenz und den physikalischen Inhalten des den Mess ergebnissen konnte eine empirische
Modells ist auch die Interpolation und Extrapo- Gleichung zur Beschreibung der Adsorptions-
lation der gemessenen Adsorptionsisothermen kapazität von ACCs in feuchter Luft abgeleitet
in andere Temperaturen und Konzentrationen werden. Diese ist zur industriellen Auslegung und
145 möglich. So kann die Adsorptionskapazität von Optimierung solcher Apparate sehr wichtig.