Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Гончаров А.И -> "Химическая технология, ч. 1." -> 68

Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И

Гончаров А.И, Середа И.П Химическая технология, ч. 1. — Киев, издательское объединение «Вища школа», 1979. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): goncharoff1.djv
Предыдущая << 1 .. 62 63 64 65 66 67 < 68 > 69 70 71 72 73 74 .. 133 >> Следующая


Види адсорбентів та характеристики їх. Як адсорбенти застосовуються тверді пористі речовини з великою питомою поверхнею,

Рис. 71. Типові ізотерми адсорбції різних речовин.

яку відносять до одиниці об'єму або маси речовини. Пори адсорбентів умовно поділяють на: макропори з діаметром більш як 2 • 1O-4Mm, перехідні 6 • 10_6— 2 • 10~4 мм та мікропори — 2 • 10-6— 6 • Ю-6 мм. Характер процесу адсорбції визначається в основному розміром пор. Адсорбенти характеризуються своєю адсорбційною здатністю, яка визначається концентрацією поглинутої речовини одиницею маси або об'єму адсорбента. Максимально можлива поглиналь-на здатність при цих умовах називається рівноважною активністю адсорбента. Як адсорбенти в промисловості найчастіше застосовуються активоване вугілля, силікагель, цеоліти, іонообмінні смоли та ін. — Рівновага при адсорбції. В процесі адсорбції для кожної адсорбованої речовини граничним станом є стан рівноваги між концентрацією в адсорбенті (кг/кг адсорбента) і парціальним тиском р (або концентрацією у) адсорбованої речовини у фазі, що стикається з адсорбентом. Кількість речовини, адсорбованої одиницею маси або об'єму поглинача в стані рівноваги, залежить від температури і концентрації речовини в парогазовій суміші або розчині. Адсорбція супроводиться зменшенням тиску пари адсорбованого компонента у вихідній суміші і помітним виділенням тепла. Тому, згідно з принципом ле Шательє, із зниженням температури і підвищенням тиску кількість адсорбованої речовини повинна зростати. Криву рівноваги при сталій температурі хр = / (р) називають ізотермою адсорбції, вона є основною характеристикою статики процесу. На рис. 71 наведено типові ізотерми адсорбції для різних речовин. Вид ізотерми адсорбції залежить від багатьох факторів: питомої поверхні адсорбента, об'єму та розміру пор, структури адсорбента, властивостей адсорбованої речовини і температури процесу. Ізотерми адсорбції визначають за допомогою дослідів. Концентрація у (кг/м3) адсорбованої речовини в газовій суміші і парціальний тиск р, згідно з законом Клапейрона, перебувають у пропорційній залежності

У

(128)

Найбільш повним рівнянням ізотерми адсорбції, що враховує структуру адсорбентів, є рівняння М. М. Дубініиа. Воно ілюструє складну залежність величини адсорбції від різних факторів для мікропористих адсорбентів і парів при будь-яких температурах, нижчих за критичну,

ех р

— В

Pa

(129)

де W — сумарний об'єм пор адсорбента; V — об'єм адсорбованої речовини в рідкому стані; В — константа, яка залежить від структури

Рис. 72. Схема адсорбційної установки для рекуперації органічних речовин з повітря

активованим вугіллям.

адсорбента; (5а — коефіцієнт, що дорівнює відношенню мольних об'ємів у рідкому стані або парахорів даної і стандартної речовин (наводиться в довідниках); T — абсолютна температура пари; Pip — тиск насиченої пари і парціальний тиск пари адсорбованої речовини відповідно (при температурі адсорбції Т).

Десорбція. Вилучення адсорбованої речовини з твердого поглинача є необхідною складовою частиною всіх технологічних процесів адсорбції. Вартість десорбції є важливим фактором при встановленні економічності процесів розділення і очищення речовин методом адсорбції. Десорбція здійснюється за допомогою агентів, які мають більшу адсорбційну здатність, ніж поглинуті компоненти, випарюванням поглинутих компонентів, що мають високу леткість, та нагріванням адсорбента. Іноді для регенерації адсорбента поглинуті компоненти випалюють. У виробничих умовах десорбцію здійснюють, продуваючи пару або газ через шар адсорбента при підвищеній температурі. Після десорбції адсорбент висушують і охолоджують. .-

Будова адсорберів і схеми адсорбційних установок. Адсорбцію можна проводити періодично в апаратах з нерухомим шаром адсорбента і безперервно — в апаратах з рухомим або киплячим шаром адсорбента.

Адсорбери з нерухомим шаром адсорбента. Це, як правило, циліндричні вертикальні або горизонтальні адсорбери, в яких процес відбувається в чотири стадії: власне адсорбція, десорбція, висушування поглинача і охолодження. По закінченні четвертої стадії цикл роботи апарата повторюється. На рис. 72 наведено схему адсорбційної установки. Парогазова суміш проходить через фільтр /, де очищається від пилу, вогнезапобіжник 2, заповнений найчастіше гравієм, і запобіжник 3, основною частиною якого є мембрана, що розривається при збільшенні тиску вище норми. Після запобіжника 3 суміш вентилятором 4 подається в адсорбер 5. Під час десорбції пара, що виходить з адсорбера, конденсується в конденсаторі 6. Конденсат розділяється ректифікацією або в сепараторі, якщо десорбований компонент не змішується з водою. Для сушіння адсорбента в адсорбер подається

вентилятором 7 нагріте в калорифері 8 повітря. При охолодженні адсорбента повітря, що подається вентилятором 7, проходить по обвідній лінії 9 поза калорифером. Якщо встановити кілька адсорберів, така установка може працювати безперервно.

Адсорбери з рухомим шаром адсорбента. В адсорберах з рухомим шаром адсорбента газ або рідина рухається через щільний шар зерен адсорбента, що повільно рухаються згори вниз, утворюючи три робочі зони. В І зоні газова суміш взаємодіє з адсорбентом, II зона — ректифікаційна. Тут пара або газ, що піднімається знизу, витискує з поглинача ті компоненти, які не поглинуто в І зоні. З II зони поглинач надходить у III десорбційну зону, де обігрівається ззовні високотемпературним теплоносієм і продувається гострою парою для видалення з нього адсорбованих речовин. Після регенерації поглинач знову надходить у І зону. Перевага апаратів з рухомим адсорбентом полягає в значно меншому гідравлічному опорі рухомого шару порівняно з нерухомим. Крім того, менший розмір часточок у киплячому шарі адсорбента сприяє зменшенню дифузійного опору твердої фази і приводить до істотного збільшення поверхні контакту фаз, тобто до збільшення інтенсивності зовнішньої масопередачі та ін. В промисловості застосовуються безперервно діючі багатокамерні адсорбери з киплячим шаром.
Предыдущая << 1 .. 62 63 64 65 66 67 < 68 > 69 70 71 72 73 74 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed