химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

концентрации. Так как адсорбционная способность адсорбента падает с ростом температуры, экзотермичность процесса обязательно учитывается в инженерных расчетах, а при больших тепловыделениях прибегают к охлаждению слоя адсорбента.

Процессы адсорбции отличаются избирательностью и обратимостью, позволяя поглощать (адсорбировать) из газовых (паровых) смесей и растворов один или несколько компонентов, а затем в других условиях выделять (десорбировать) их из твердой фазы. При этом избирательность зависит от природы адсорбента и адсорбируемых веществ, а предельное удельное количество поглощаемого вещества зависит еще от его концентрации в исходной смеси и температуры, в случае газов — также от давления. Заметим, что при контакте адсорбента с газовой смесью или раствором первоначально поглощаются все их компоненты, но после насыщения поверхности адсорбента в нее внедряются преимущественно молекулы с большей адсорбируемостью, вытесняя другие молекулы. Процесс адсорбции прекращается после заполнения активной поверхности адсорбента молекулами адсорбата, т. е. по достижении равновесия системы (или полного насыщения адсорбента в данных условиях).

Благодаря большой удельной поверхности адсорбентов возможны сравнительно большие скорости адсорбции веществ при малых концентрациях в исходных смесях и даже практически полное их поглощение, что трудно осуществимо другими технологическими методами (например, абсорбцией или ректификацией). В связи с этим процесс адсорбции применяют на практике преимущественно для выделения из смесей компонентов с низкой концентрацией, а в ряде случаев также для разделения смесей, состоящих из компонентов с очень близкими физическими и химическими свойствами (осушка и тонкая очистка газов и жидких

613

смесей, очистка масел и парафинов, выделение низкомолекулярных ароматических углеводородов из нефтепродуктов, пропана и бутана из природных и попутных газов и др.).

Б. ПРОМЫШЛЕННЫЕ АДСОРБЕНТЫ И ИХ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Промышленными адсорбентами являются пористые твердые тела, имеющие большую удельную поверхность, т. е. величину поверхности, приходящуюся на единицу массы (м2/г) или единицу объема (м2/см3) адсорбента. По размеру пор различают микро-, переходные и макропоры. Микропоры имеют эффективные радиусы в пределах от 0,5 до 1,5 нм (соизмеримые с молекулами адсорбируемых веществ). Те же размеры имеют обычно простенки между соседними порами, поэтому все молекулы адсорбента и поглощенного вещества во всем пространстве микропор находятся во взаимодействии. Так как процесс адсорбции сводится к заполнению микропор адсорбатом, то основным параметром является их объем. Переходные поры (эффективные радиусы от 1,5—200 нм) представляют собой как бы каналы, транспортирующие адсорбируемое вещество к микропорам. В этих порах адсорбционные силы проявляются не во всем объеме, а лишь на небольшом расстоянии от стенок, поэтому характеристическими параметрами являются, помимо объема, удельная поверхность пор (м2/г) и их распределение по размерам. Макропоры (эффективные радиусы выше 200 нм) имеют очень небольшую удельную поверхность (порядка 0,5—2 мг/г), поэтому адсорбцией на их поверхности можно пренебречь; они играют роль подводящих каналов к переходным порам и микропорам. Относительные объемы и удельные поверхности каждого из трех указанных видов пор обусловлены природой адсорбента. В зависимости от преобладания того или иного вида пор различают адсорбенты микропористые, переходно-пор истые и макропористые.

Важнейшей характеристикой адсорбентов является их а к-тивность, или адсорбционная способность, выражающая предельное количество вещества, которое может поглотить единица массы или объема адсорбента я (в г/г или г/см3). Иногда а выражают в % (масс). Как уже отмечалось, величина а зависит от типа адсорбента, его пористой структуры, природы поглощаемого вещества, концентрации с (в случае газов и паров —от парциального давления р) и температуры Т.

По аналогии с растворимостью газов в жидкостях, адсорбционная способность при р = const снижается с повышением температуры. Таким образом, для каждой данной системы адсорбент— адсорбтив при равновесии имеем: а = f (Т, С или р).

В качестве характеристики адсорбента принимают зависимость а — f (с или р) при Т = const, описывающую в координатах а—с или а—р изотерму адсорбции. Основные типы

614

изотерм адсорбции были приведены ранее (см. рис. IX-11); они строятся по экспериментальным данным. Заметим, что при всех условиях адсорбционная способность растет с увеличением давления газа (пара) и с понижением его температуры.

Так как газовая адсорбция экзотермична, то на практике процесс протекает не при Т = const, а в некотором интервале температур. В' связи с этим для инженерных расчетов необходимо

а,%(масс.)

располагать сеткой изотерм в ожидаемом диапазоне рабочих температур (рис. ХШ-1). Эта сетка изотерм требуется также для определения режима десорбции, осуществляемой путем нагревания насыщенного адсорбента, поскольку его активность пада

страница 95
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


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

 

 

Реклама
ударно волновая процедура цена
универсальные складные столы флип-топ
аренда водителя с машиной
что нужно сделать если хочешь собрать добровольное пожертвование

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
(20.10.2017)