ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разделение неоно-гелиевой смеси из "Редкие газы" Полученная в чистом виде неоно-гелиевая смесь состоит из 75 /о неона и 25° о гелия. Ниже дано описание метода разделения неоно-гелиевой смеси с целью получения чистых компонентов. [c.50] Последний метод— диффузионный —был предложен и испытан Герцем °- и основан на различной скорости диффузии неона и гелия. Надо отметить, что этот метод не имеет технического значения и в дальнейшем не освещается. [c.50] Ниже рассматриваются первые два метода разделения неоно-гелиевой смеси — адсорбционный и конденсационный. [c.50] Процесс поглощения газов и паров твердыми телами —сорбентами— принадлежит к числу сложнейших физико-химических процессов, а имеющиеся в этой области теоретические представления и математические зависимости далеко не полно согласуются с обширным опытным материалом. Упомянутое обстоятельство в еще большей мере справедливо по отношению к сложным явлениям адсорбции смеси газов и до сих пор мы не располагаем общепринятыми представлениями о взаимном влиянии адсорбции каждого компонента на величину адсорбции другого компонента. Рамки настоящей работы не позволяют нам подробно осветить теорию адсорбции газов и мы вынуждены ограничиться изложением тех сведений, которые необходимы для понимания техники разделения газов адсорбционным методом. [c.51] Интересующий нас случай—поглощение инертных газов (неона и гелия)—является чисто адсорбционным процессом, не усложненным остальными процессами,объединяемыми термином сорбция . [c.51] Основными факторами, определяющими величину адсорбции, являются 1) характер адсорбента, 2) природа адсорбируемого газа, 3) термические параметры процесса. [c.51] Адсорбция в чистом виде представляет собой поверхностное явление и завершается весьма быстро, что мы наблюдаем при поглощении гелия и неона. В данном случае мы оперируем с обратимым процессом (не в термодинамическом смысле), т. е. для данного адсорбента и интересующих нас компонентов (неона и гелия) адсорбционное равновесие полностью определится параметрами процесса данной температуре и данному значению равновесного давления соответствует определенная величина поглощения а. В силу сказанного кривые адсорбции и десорбции полностью совмещаются. [c.51] Отметим, однако, что уравнение (19) выражает процесс адсорбции инертных газов, а особенно неона и гелия в достаточно широком интервале давления и температуры. [c.52] Что же касается влияния температуры на величину адсорбции, то, как правило, с повышением температуры, резко уменьшается величина адсорбции. При низких температурах изо гермы представляют собою кривые, выпуклые по отношению к оси давления, что указывает на значительный рост величины адсорбции в области малых давлений по мере возрастания температуры выпуклости изотерм уменьшаются и их начальные участки становятся близкими к прямым. [c.52] Зависимость адсорбции от температуры характеризуется уравнением изобары. В общем случае можно сказать, что при постоянной концентрации газа, логарифм величины адсорбции является линейной функцией обратной величины абсолютной температуры, т. е. [c.52] Относительно влияния природы самого компонента на величину адсорбции мы ограничимся указанием на то, что из двух газов с резко отличными критическими температурами более адсорбируется тот газ, критическая температура которого выше, т. е. в случае неона и гелия можно предвидеть, что неон будет адсорбироваться значительно больше, чем гелий. [c.52] Что же касается влияния адсорбента на величину поглощения, то согласно теории Лэнгмюра поверхность. адсорбента содержит особые места, обладающие остаточными валентностями различных сортов. Отсюда следует, что величина адсорбции газа зависит от относительного количества особых мест каждого сорта на единицу поверхности. [c.52] Приведенные данные отчетливо иллюстрируют линейное возрастание адсорбции с повыщением давления. [c.53] Исследования по адсорбции смесей редких газов, выполненные К. Петерс и К. Велл ° , показывают, что для более совершенного и полного разделения бинарной смеси с образованием минимального количества промежуточных фракций, содержащих оба компонента в той или иной пропорции, необходимо процесс адсорбции смеси осуществлять в таком температурном интервале, который расположен ниже критической температуры одного газа и выше критической температуры другого газа. [c.53] однако, добиться получения температуры—225—227° С без жидкого водорода, с помощью десорбции водорода из активированного угля, охлаждаемого жидким азотом под вакуумом, т. е. по методу Симона 1° . [c.55] При последующем процессе десорбции На из адсорбера производится предварительная откачка пространства д через кран g. [c.56] Изложенная методика слишком сложна для производственного получения неона и гелия, ибо требует наличия жидкого водорода или мощной вакуумной установки для получения низкой температуры по методу Симона. К тому же следует упомянуть, что получение требуемой критической температуры неона по методу Симона весьма трудно осуществить даже и при этом условии. [c.56] На практике проще оперировать с жидким азотом, что несомненно усложняет работу и увеличивает число операций для получения чистых компонентов. [c.56] Ниже дано описание опытов, выполненных автором настоящей работы с эксплоатационным аппаратом — адсорбером, установленным в лаборатории инертных газов Всесоюзного электротехнического ин-та . [c.56] Вернуться к основной статье