химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

Автор А.П.Баскаков, И.П.Мухленов, Б.С.Сажин, В.Ф.Фролов и др.

Аш до 0,3 м/с менее существенно, чем увеличение избирательности процесса. Поэтому целесообразно проводить процесс при повышенных скоростях газа.

5.6. АДСОРБЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ

Адсорбцией называют процесс избирательного поглощения газов, паров или жидкостей поверхностью твердых тел — адсорбентов.

Адсорбционные методы применяются для глубокой осушки природных газов, воздуха, газовых потоков в каталитических процессах, а также в неорганическом и основном органическом синтезах для получения исходных компонентов необходимой степени чистоты и во многих других производствах. Эффективно использование адсорбции для очистки вентиляционных выбросов от нежелательных примесей или улавливания ценных компонентов. Процесс адсорбции является одной из стадий гетерогенного катализа.

К адсорбционным процессам относят физическую адсорбцию, * капиллярную конденсацию и химическую адсорбцию. Химическая адсорбция может происходить с образованием поверхностно-активных комплексов или с образованием новых объемных химических соединений. При очистке газовых потоков наибольшее распространение получили процессы физической адсорбции газов и паров.

В качестве адсорбентов наибольшее применение находят активные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты, кристаллические и аморфные алюмосиликаты. Активные угли имеют полидисперсную пористую структуру и полимодальное распределение пор по размерам. Применяются активные угли в виде зерен цилиндрической формы диаметром 2—3 мм, длиной 4—6 мм и в виде частиц неправильной формы размером несколько миллиметров. Мелкопористый силикагель имеет поры радиусом около 1,5*10—9 м, крупнопористый— порядка 5-Ю-9 м. Используются силикагели в основном для осушки газов и жидкостей. Алюмогели близки по свойствам силикагелям. Активный оксид алюминия применяется для осушки газов и очистки масел. Наиболее мелкопористые адсорбенты — синтетические и природные цеолиты — представляют собой пористые кристаллы. Поры цеолитов типа А и X — это сфероидальные полости диаметром 1,14-10~9 и 1,19-Ю-9 м с размерами входных «окон» около 0,3-Ю-9 и 0,9-Ю-9 м, соответственно. Цеолиты хорошо сорбируют молекулы Н20, С02 и органических веществ с кратными связями.

Адсорбционное равновесие характеризует связь между концентрациями адсорбтива в адсорбенте (а) и в окружающей среде (С) при различных температурах: f (С, а*, Т) = 0. Для изотермической адсорбции равновесные соотношения (изотермы адсорбции)

Рис. S.30. Виды изотерм адсорбции для реальных систем адсорбент —адсорбтив: / — близкая к линейной; 2 — S-образная; 3—резко выпуклая; 4— вогнутая.

записываются в форме a* = fi(C)\ а* = f2(p/pH); а* = а* {С) или в виде обратных зависимостей. Здесь С и р — объемная концентрация и парциальное давление сорбируемого компонента (адсорбтива) в газе; а* — равновесная концентрация адсорбтива в адсорбенте; рн{Т) — давление насыщенных паров адсорбтива, зависящее от температуры Т.

Изотермы адсорбции, получаемые, как правило, экспериментально, могут иметь разнообразную форму (рис. 5.30), что обусловлено различием природы адсорбционных сил, величин удельной поверхности адсорбента, объемов микропор, химических и физических свойств адсорбируемых молекул и т. п. [36—39].

5.6.1. Кинетика переноса адсорбтива. Молекулярная диффузия является основным переносом внутри зерен адсорбента при радиусе пор, большем средней длины свободного пробега молекул адсорбтива. При обратном соотношении перенос происходит по механизму кнудсеновской диффузии. Возможен также перенос молекул адсорбтива по внутренней поверхности пор, а также перемещение вещества под действием капиллярных сил [40, 41].

Для практических расчетов часто используется понятие некоторого суммарного переноса, соответствующего эффективной диффузии адсорбтива внутри пористой структуры адсорбентов.

При постоянстве экспериментально определяемых эффективных коэффициентов диффузии неизменной внешней концентрации адсорбтива и линейной изотерме адсорбции возможны аналитические решения задачи о нестационарном распределении адсорбтива внутри гранул правильной геометрической формы [40—42]: сфера, бесконечная пластина, цилиндр.

При адсорбции сферическим зерном, имеющим радиус R, дифференциальное уравнение внутренней диффузии и условия однозначности, соответствующие отсутствию адсорбтива в зерне в начальный момент, условию симметрии нестационарных профилей концентрации в центре шара и условию конвективного массообмена наружной поверхности шара с потоком газа постоянной концентрации Со, имеют вид

дх

дС

(5.128)

с1т=о = <*

дС

дг

г=0

= 0; - D.

дС

дгR

+ K(CQ-C\r==R) = 0 (5.129)

Решение уравнения (5.128) с условиями (5.129) дает следующие результаты: 1) для зависимости концентрации адсорбтива от времени х и от текущего значения радиуса г внутри зерна

_CK_r)_ у sin |ХЯ-ЦЯ COSII, sin цга (r/ig) (_ 2 _^_) (5Л30)

С0 Z-J ц„ (ц„ — sin \in cos ц„) г * \ Кп R2 )

2) для усредненного значения концентрации

1_^В.«Ф(-Й-5Г) (5.131)

где Вга — коэффициенты, определяе

страница 126
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

Скачать книгу "Расчеты аппаратов кипящего слоя" (4.83Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
декоративная штукатурка шуба
матрасы диамона
урна-пепельница для улицы высота 830 мм производство россия
мэнсон концерт в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.07.2017)