ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Равновесие в процессах адсорбции из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии Издание третье" Природа сил, вызывающих адсорбцию, может быть различной. При адсорбции происходит концентрация молекул поглощаемого вещества на поверхности адсорбента под действием ван-дер-ваальсовых сил. Этот процесс часто сопровождается конденсацией паров поглощаемого вещества в капиллярных порах адсорбента, присоединением молекул поглощаемого вещества по месту ненасыщенных валентностей элементов, составляющих кристаллическую решетку адсорбента, и другими процессами. Независимо от природы адсорбционных сил на величину адсорбции влияют следующие факторы природа поглощаемого вещества, температура, давление и примеси в фазе, нз которой поглощается вещество. [c.367] Согласно основным положениям массопередачи, равновесные соотношения при адсорбции должны выражать зависимости между концентрацией адсорбированного твердым телом вещества— адсорбатом и равновесной концентрацией поглощаемого вещества и паро-газовой смеси или в растворе — адсорбтивом. Если поглощаемым веществом является газ или пар, то равновесную концентрацию в паро-газовой смеси можно заменить парциальным давлением. [c.367] На равновесные соотношения при адсорбции оказывают влияние различные факторы. [c.367] Природа поглощаемого вещества весьма существенно влияет на равновесие при адсорбции. Кривые типа р=/1(Х) или Х = =/2(У) при постоянной температуре называют изотермами адсорбции. Для азота, диоксида углерода и паров бензола изотермы адсорбции показаны на рис. 15.1. Считается правилом, что равновесная концентрация X тем выще, чем больще молекулярный вес поглощаемого газа, а в случае растворов — чем меньше растворимость поглощаемого вещества в жидкости. [c.368] Температура и давление также относятся к весьма существенным факторам, влияющим на равновесие при адгарбцм. На рис. 15.2 показана равновесная зависимость типа Х — ЦУ) для системы оксид углерода — активированный уголь при различных температурах. Из графика следует, что с повышением температуры при прочих равных условиях равновесная концентрация уменьшается. Из рис. 15.1 и 15.2 следует также, что с ростом давления в паро-газовой фазе равновесная концентрация X увеличивается. [c.368] Примеси в фазе, из которой поглощается вещество. Обнаружено, что при наличии в фазе, из которой адсорбент поглощает вещество А, конкурирующего (вытесняющего) вещества В, т. е. вещества, также способного поглощать( этим адсорбентом, уменьшается равновесная концентрация X вещества А. В этом случае вещество В либо частично, либо полностью вытесняет или замещает вещество А в адсорбенте. [c.368] При адсорбции смеси паров двух или нескольких веществ обнаружено, что адсорбируются все компоненты смеси, причем степень адсорбции каждого компонента ниже, чем адсорбция индивидуального вещества в тех же условиях, а соотношения их концентраций в адсорбенте будут обратно пропорциональны их относительной летучести. [c.368] Количество вещества, поглощенного единицей массы (или объема) адсорбента за время от начала адсорбции до начала проскока , определяет динамическую активность адсорбента. Количество вещества, поглощенное тем же количеством адсорбента за время от начала адсорбции до установления равновесия, характеризует статическую активность (равновесную активность). [c.369] Статическая и динамическая активности адсорбента зависят от температуры газа и концентрации в нем поглощенного компонента. Динамическая активность всегда меньше статической, поэтому расход адсорбента определяется по его динамической активности. [c.369] Условия десорбции. Адсорбция применяется для разделения смесей и практически всегда сочетается с процессом десорбции. Из рассмотрения факторов, влияющих на равновесие при адсорбции, следует, что десорбции будут способствовать повышение температуры адсорбента, понижение давления над адсорбентом и наличие в фазе над адсорбентом конкурирующего (вытесняющего) вещества. [c.369] Обычно десорбцию проводят с применением водяного пара, так как при этом удовлетворяются все указанные выше условия десорбции. Полученную смесь адсорбтива и водяного пара направляют в конденсатор, где продукт отделяется от воды отстаиванием (в случае взаимной нерастворимости) либо разделяется ректификацией. [c.369] Адсорбенты. В качестве адсорбентов в технике используют твердые материалы, обладающие в большинстве случаев очень высокой пористостью и, следовательно, большой удельной поверхностью. [c.369] Наиболее распространенными адсорбентами являются силикагель (гель кремневой кислоты), активированные угли (древесные, костяные и каменные), активированные серной кислотой глины и др. Поверхность 1 г активированного угля составляет 200—1000 м2, силикагеля — 500 м и более. [c.369] Вернуться к основной статье