GENERALITES
13
La séparation par adsorption est basée sur une adsorption sélective (soit thermodynamique
soit cinétique) des différents constituants gazeux ou liquides par des adsorbants grâce à des
interactions spécifiques entre la surface des adsorbants et les molécules adsorbées. Une des
caractéristiques essentielles de la technologie d’adsorption réside dans son fonctionnement
transitoire et généralement cyclique puisque, après une phase d’adsorption, les adsorbants
doivent être régénérés partiellement ou complètement pour une prochaine utilisation. Ce
fonctionnement dynamique conduit souvent à une certaine complexité des procédés d’adsorption
en termes d’équipements, du contrôle des procédés, du dimensionnement et de l’optimisation.
Les performances de séparation dépendent non seulement des propriétés thermodynamiques,
mais aussi des propriétés cinétiques et hydrodynamiques. (Sun et Meunier, 2003).
I.3.3 Historique
Fantana et Scheele ont découvert le phénomène d’adsorption en 1711. Ce phénomène
rend compte de la fixation de molécules gazeuses (espèces adsorbables) à la surface d’un solide
(adsorbant) sous l’effet de forces d’interaction entre les deux composés. Ce phénomène de
surface universel met en jeu deux types d’interaction : les interactions adsorbant/adsorbat (entre
le solide et les molécules adsorbées) et les interactions adsorbat/adsorbat (entre les différentes
molécules adsorbées).
En 1881, Kayser et Ann avait introduit la notion d’adsorption pour rendre compte de la
condensation des gaz sur des surfaces libres (externe et interne) et la différencier de l’adsorption
qui indique que certains liquides ou gaz sont pénétrés dans la masse du solide.
I.3.4
Les types d’adsorption
Selon la nature des forces d’interaction mises en jeu au cours de l’accumulation des
molécules de gaz à la surface du solide, l’adsorption peut être qualifiée de chimique ou physique
(Duong,1998).
I.3.4.1 Adsorption physique ou physisorption
C’est un phénomène qui se produit souvent dans les procédés de séparation par
adsorption. Les interactions entre les molécules (adsorbat) et le solide (adsorbant) sont du type
des forces de Van der Waals et mettent en jeu des énergies plus souvent faibles. L’adsorption
physique est non spécifique, éventuellement multicouches et réversible (Mechrafi, 2002).
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La séparation par adsorption est basée sur une adsorption sélective (soit thermodynamique
soit cinétique) des différents constituants gazeux ou liquides par des adsorbants grâce à des
interactions spécifiques entre la surface des adsorbants et les molécules adsorbées. Une des
caractéristiques essentielles de la technologie d’adsorption réside dans son fonctionnement
transitoire et généralement cyclique puisque, après une phase d’adsorption, les adsorbants
doivent être régénérés partiellement ou complètement pour une prochaine utilisation. Ce
fonctionnement dynamique conduit souvent à une certaine complexité des procédés d’adsorption
en termes d’équipements, du contrôle des procédés, du dimensionnement et de l’optimisation.
Les performances de séparation dépendent non seulement des propriétés thermodynamiques,
mais aussi des propriétés cinétiques et hydrodynamiques. (Sun et Meunier, 2003).
I.3.3 Historique
Fantana et Scheele ont découvert le phénomène d’adsorption en 1711. Ce phénomène
rend compte de la fixation de molécules gazeuses (espèces adsorbables) à la surface d’un solide
(adsorbant) sous l’effet de forces d’interaction entre les deux composés. Ce phénomène de
surface universel met en jeu deux types d’interaction : les interactions adsorbant/adsorbat (entre
le solide et les molécules adsorbées) et les interactions adsorbat/adsorbat (entre les différentes
molécules adsorbées).
En 1881, Kayser et Ann avait introduit la notion d’adsorption pour rendre compte de la
condensation des gaz sur des surfaces libres (externe et interne) et la différencier de l’adsorption
qui indique que certains liquides ou gaz sont pénétrés dans la masse du solide.
I.3.4
Les types d’adsorption
Selon la nature des forces d’interaction mises en jeu au cours de l’accumulation des
molécules de gaz à la surface du solide, l’adsorption peut être qualifiée de chimique ou physique
(Duong,1998).
I.3.4.1 Adsorption physique ou physisorption
C’est un phénomène qui se produit souvent dans les procédés de séparation par
adsorption. Les interactions entre les molécules (adsorbat) et le solide (adsorbant) sont du type
des forces de Van der Waals et mettent en jeu des énergies plus souvent faibles. L’adsorption
physique est non spécifique, éventuellement multicouches et réversible (Mechrafi, 2002).