Адсорбция динамика

Рис. 5.10. Динамика адсорбции в неподвижном слое цеолита

Детальное рассмотрение системы корректных уравнений (П.5.1) для адсорбционных процессов в случае непроизвольно наложенного нестационарного температурного поля при взаимосвязанном тепломассопереносе показало меньшее влияние тепловых процессов на кинетику и динамику массообмена, определяемого наличием разности концентраций — фактической и равновесной. В этом случае концентрационный фронт движется в направлении достижения равновесия. Полученные математические модели неизотермической адсорбции отличаются характером приближений, однако особого внимания требуют приближенные математические модели кинетики и динамики неизотермической адсорбции, пригодные для инженерной практики. Приближенные математические модели для инженерного расчета неизотермической адсорбции позволяют на основе повышения точности методов расчета аппаратуры решить проблему конструирования адсорбционной аппаратуры с максимальной производительностью единицы объема и максимальной мощностью единичного агрегата. Кроме того, получение приближенных математических моделей неизотермической адсорбции, учитывающих основные физические фрагменты процесса, позволяет решить задачу постановки эксперимента и оценки параметров. С целью разработки инженерной методики расчета неизотермической адсорбции на основе приближенных математических моделей необходимо процесс разбить на два основных этапа [c.240]

Таким образом, динамика адсорбции полностью определяется найденными равновесными и кинетическими параметрами. Вычисляя по значениям этих параметров коэффициенты К, Ки К2 (см. формулы (2.1.196)), получим для расчета выходной кривой уравнение [c.80]

Математическая модель автоколебаний в системах первого класса сводится к описанию динамики реакции на элементе поверхности катализатора, причем транспорт веществ обусловлен адсорбцией и десорбцией. Считая давления реагирующих веществ в газовой фазе постоянными, механиз (М) реакции окисления вещества А на элементе поверхности катализатора можно записать в следующем виде [131] [c.317]

Комплексное теоретическое исследование взаимосвязанных стадий адсорбции и десорбции является одним из актуальных теоретических направ лений в динамике адсорбции. Тем не менее, общих аналитических решений, даже для наиболее простых адсорбционно-десорбционных математических моделей циклических процессов, еще не найдено. [c.236]

Замыкается система типичными краевыми условиями динамики адсорбции, включающими в себя как условия для слоя в целом (в дальнейшем будем рассматривать постоянную концентрацию адсорбтива на границе слоя) [c.59]

Приведенная система уравнении с учетом одного или нескольких размывающих эффектов исследовалась многими авторами [24, 25], но аналитические решения удалось получить только для граничных задач при линейной изотерме адсорбции. Как отмечается в [24], теория динамики адсорбции одного вещества в случае линейных изотерм с учетом известных размывающих эффектов в основном завершена. К сожалению, линейные модели динамики адсорбции не адекватно отражают реальные процессы. Так, например, даже типичное для реальных изотерм установление режима параллельного переноса при линеаризации исчезает. [c.60]

Общепринятой моделью динамики адсорбции в неподвижном слое является модель фронтальной отработки слоя адсорбента [3]. После насыщения лобового слоя адсорбция вещества из потока в нем прекращается, и поток проходит этот участок без изменения концентрации. Время работы слоя до насыщения лобового участка принято называть периодом формирования фронта адсорбции. После этого начинается второй период, для которого характерна неизменная форма выходной кривой. Концентрационный фронт перемещается с постоянной скоростью вдоль слоя, что указывает на стационарный режим процесса. При этом существует область, называемая работающим слоем или зоной массопередачи, в которой концентрация падает от начальной практически до нулевой. Наличие такой зоны свидетельствует о существовании внутри- и внешнедиффузионного сопротивлений массопереносу. Инженерные методы расчета, допускающие существование стационарного фронта, широко применяются на практике. Для расчета адсорбционного аппарата в этом случае используют уравнение, описывающее время защитного действия слоя в зависимости от его длины, и общий закон массопередачи в слое. [c.69]

Проверка последней формулы на экспериментальных данных работы [3] по динамике адсорбции бензола на активных углях показала хорошую адекватность результатов. [c.75]

Для процесса адсорбции в разделе 1.3 была получена математическая модель (1.3.12), (1.3 18), (1.3.36), (1,3,40), (1.3.41), (1.3.42). Исследовать динамику процесса на основе этой модели трудно, поскольку она имеет сложный вид. Действительно, эту модель нельзя рассматривать в общем случае как систему дифференциальных уравнений с начальными и граничными условиями, поскольку величина 00 ср, входящая в уравнение (1,3.36), выражается через величину 0с ср, которая в свою очередь зависит от F(0i, t), и эта зависимость имеет интегральный вид (1.3.18). В связи с этим урав- [c.235]

На рис. 2.14, 2.15 изображены выходные кривые в безразмерных координатах и — (х—1), вычисленные по формулам (2.1.186), (2.1.187) для различных равновесных и кинетических параметров. Наглядно видно, что степень нелинейности изотермы и величина критерия В значительно влияют на размытие выходных кривых. Эти результаты полностью согласуются с теоретическими и практическими представлениями о процессе динамики адсорбции в неподвижном слое адсорбента. [c.76]

Если изотерма адсорбции имеет более сложное аналитическое выражение, чем формулы Лангмюра или Фрейндлиха, то при расчете динамики адсорбции, как и при расчете кинетики, в качестве приближенного метода инженерного расчета можно аппроксимировать безразмерное выражение для данной изотермы на отрезке (О, 1] безразмерными формулами Лангмюра или Фрейндлиха и пользоваться всеми выводами, полученными в этом разделе. Для более точных расчетов надо применять численные методы. [c.77]

С математической точки зрения задача динамики вытеснительной десорбции сводится к задаче динамики адсорбции смеси веществ при иных начальных и граничных условиях. Для общности рассмотрения вводят безразмерные параметры и переменные [c.105]

Остановимся далее на экспериментальных оценках величин масштабов времени переходного процесса на поверхности катализатора. Подобранные данные по исследованию методом отклика [16] каталитических процессов [35—69] сведены в табл. 1.1. Некоторые реакции, в частности окисление СО [35—42] и пропилена [29, 61], разложение N 0 [43—45], изучались на разных катализаторах и при различных условиях. В большинстве случаев возмущение создавали путем ступенчатого изменения концентрации реагентов на входе в реактор. Здесь же приведены оценки масштабов времени переходных режимов Л/к, рассчитанные по выражению (1.7), а также значения величин М/, определяющих динамику каталитического цикла. Значение Л// оценивалось из выражения Л// /[4И (оо)] [69], в котором Ь = 10 —10 ам/м — это число активных мест адсорбции на поверхности катализатора, а И (< ) определяет скорость реакции в стационарном режиме, отнесенную к единице поверхности катализатора [И (оо)] = [молек./(м - с)]. [c.23]

Результаты опытов по динамике адсорбции асфальтенов из нефтей, отобранных из скв. 117 и 20 Арланского месторождения, представлены на рис. 27 и 28. Проанализируем опыты с нефтью из СКВ. 20. Рассмотрение полученной зависимости (рис. 28) показывает, что в начальных пробах нефти 7(сп.н значительно ниже, чем в исходной нефти, в последующем он понижается еще больше, а затем постепенно увеличивается до Ксп.и в исходной нефти. В соответствии с этим содержание асфальтенов в пробах нефти вначале повышается, а затем уменьшается, достигая содержания асфальтенов в исходной нефти. Ксп.в постепенно повышается, достигая также значения его в исходной нефти. [c.58]

Рис. 27. Динамика адсорбции асфальтенов из нефти скв. 117

Рис. 28. Динамика адсорбции асфальтенов из нефти скв. 20 с дробным отбором проб (обозначения см. рис. 27)

Приведенные данные об изменении удельной поверхности совпадают с результатами определения динамики адсорбции воды, приведенными ранее (см. стр. 153), что обусловлено одними и теми же причинами, связанными с изменением поровой структуры нефтяных коксов. [c.164]

Можно непосредственно определить К надо учесть степень очистки поверхности, влияние адсорбции газа-носителя и перепада давления в колонне, обеспечить близость работы колонны к равновесию или учесть динамику процесса [c.155]

Мы рассматривали до сих пор явление адсорбции, как равновесное состояние, на базе термостатических и электростатических представлений. Обратимся теперь к динамике адсорбционного процесса динамический подход, предложенный Лэнгмюром развивается в работах де Бура [9]. [c.129]

Во ВНИИкимаше эффективность адсорбции ацетилена из газовой фазы проверяли в лабораторных и промышленных условиях [50]. Лабораторные данные по динамике адсорбции ацетилена кусковым силикагелем КСМ из азото-ацетиленовых смесей при низких температурах и атмосферном давлении показали, что небольшие слои адсорбента способны длительное время обеспечивать полное удаление ацетилена из смеси. [c.116]

Кинетические закономерности процесса можно определить, иотользуя экспериментальные данные по динамике адсорбции в неподвижном слое адсорбента. В качестве уравнения кинетики адсорбции вьибираем уравнение массообмена [c.111]

Один из наиболее эффективных и универсальных методов очистки и разделения газовых и жидких сред — адсорбционный метод, связанный с механизмом физико-химического взаимодействия адсорбента и адсорбата. Однако успешное внедрение его в промышленность зависит, в частности, от эффективности эксплуатируемых и проектируемых адсорбционных установок, совершенствования действующих процессов, инженерных методов расчета равновесия систем адсорбент — адсорбат, кинетики в отдельном зерне адсорбента и динамики макрослоя адсорбентов, конструктивных решений и методов оптимизации циклических адсорбционных процессов. Основными особенностями циклических адсорбционных процессов являются их многостадий-ность (стадии адсорбции и десорбции целевых компонентов, стадии сушки и охлаждения, адсорбентов, т. е. стадии, взаимно влияющие одна на другую), разнообразие типов технологических схем, различие энергозатрат для проведения стадий процесса. Вследствие этого важным звеном разработки циклических адсорбционных процессов как на этапе проектирования, так и на этапе промышленной эксплуатации служит выбор оптимальных вариантов аппаратурного оформления процессов, режимов проведения различных стадий процесса для конкретных условий применения. Выполнение указанных задач полностью определяет технико-экономические оценки выбираемых вариантов. [c.4]

Основная задача изотермической динамики адсорбции в неподвижном слое адсорбента была сформулирована академиком М. М. Дубининым [6] и заключается в предвычисленин основных функций процесса динамики адсорбции (L, t) и a(L, t) на основе знания уравнения изотермы адсорбции и основных коэффициентов уравнения кинетики. Задача определения параметров изотермы ТОЗМ и эффективных коэффициентов внутренней диффузии на основе минимального экспериментального материала решена нами в предыдущих разделах. Здесь рассмотрим математическую модель однокомпонентной изотермической динамики адсорбции в неподвижном слое зерен адсорбента для реальных сорбционных процессов. Вообще, как и при моделировании любых физических процессов, в динамике адсорбции принято использовать модели различной сложности в зависимости от поставленной цели. Цель нашей работы — получение аналитических решений системы уравнений, описывающих реальный динамический процесс в системе адсорбируемое вещество — адсорбент как в линейной, так и нелинейной области изотермы с учетом различных размывающих эффектов. Аналитические решения позволят сравнительно легко проанализировать зависимость процесса от основных физико-химических параметров, определяющих равновесные и кинетические свойства системы, а также переходные функции процесса. Математическая модель однокомпонентной динамики адсорбции в неподвижном слое зерен адсорбента включает следующие основные уравнения. [c.58]

В случае же нелинейных изотерм адсорбции рассматриваемые задачи неизмеримо усложняются. Этим объясняется и то обстоятельство, что вплоть до последнего времени такие задачи были исследованы лишь для случая одного размывающего эффекта и отдельных типов нелинейных изотерм [24]. Видимов, в дальнейшем для получения аналитических решений надо идти по пути упрощения некоторых уравнений исходной системы с сохранением нелинейных эффектов таким образом, чтобы адекватность математической модели реальному процессу сохранялась. Здесь встают сложные проблемы математического моделирования процессов адсорбции вообще и динамики адсорбции в неподвижном слое в частности, связанные с выбором простых интерполяционных уравнений кинетики адсорбции, нахождения пределов применимости уравнений и связи кинетических констант этих уравнений с параметрами структуры реальных зернистых адсорбентов. [c.60]

Выше было получено аналитическое решение смешаннодиффузионной модели динамики адсорбции для режима параллельного переноса, которое можно записать в виде уравнения Шилова [c.78]

В работе [4] приведены результаты исследования динамики десорбции гидрофильных растворителей (этанол, пропанол, бута-Бол, ацетон, метилэтилкетон) из угля АР-3 водяным паром при температуре 102—110°С и скорости потока 0,1 м/с, причем растворители существенно различаются по сорбируемости. Установлено, что процесс десорбции растворителей сопровождается логлощением водяного пара, предельные величины адсорбции которого определяются изобарой (рис. 2.20,/). Одновременно была определена кинетика поглощения водяного пара активным углем (рис. 2.20,//). Можно видеть, что при t= 130 °С и выше равновесие устанавливается уже через 4—5 мин, и величиной адсорбции водяного пара (<0,02 г/г угля) можно пренебречь. В этом случае процесс десорбции водяным паром практически не отличается от десорбции несорбирующимися (малосорби-рующимися) газами (например, N2). [c.90]

Сложность оптимизации промышленного процесса рекуперации заключается в необходимости учитывать все факторы, влияющие на оптимальный вариант <гехнологического цикла в целом. Если для расчета основных стадий адсорбции и десорбции, можно использовать зависимости, учитывающие многочисленные и разнообразные аспекты — равновесие, кинетику, динамику и т. д. этих явлений, то для расчета экономической эффективности цикла в целом этого недостаточно. Необходимо связать все затраты, связанные с проведением процесса рекуперации, воедино с учетом как основных, так и вспомогательных фаз сушки, охлаждения, разделения (конденсации) и т. п. [c.173]

В ходе исследования динамики разделения смеси толуол- . гептан слоем цеолита NaX на лабораторной установке с отбором проб продукта по высоте колонны был экспериментально определен ряд значений длины зоны массопередачи. Аналитический расчет длины зоны массопередачи выполн шся по параметрам выходной кривой динамики адсорбции по семи вариантам уравнений. Три из них (уравнения Майкельса (1), Кехата-Розенкранца (2) и Самойлова-Фоминых (3)) являются по своей сущности феноменологическими, четыре носят детерминированный характер и учитывают изменение концентраций адсорбируемого компонента с учетом внешнедиффузионного и внутридиффузионного сопротивлений (4), а также допущения о низкой величине проскоковой концентрации (5), [c.229]

Динамика смачиваемости поверхности пористых сред коллекторов нефтью, водой, физико-химическими реагентами во многом определяется адсорбцией веществ на границе фаз. При проведении мероприятий увеличения нефтеотдачи в механизме нефтевы-теснения (особенно в процессе довытеснения остаточной капельной или пленочной нефти) адсорбционные явления участвуют в двух качествах определяют поведение поверхностно-активных компонентов, содержащихся в нефти (смолы, асфальтенов, нафтеновых кислот и др.) и формируют интегральный эффект от закачиваемых рабочих агентов (поверхностно-активных веществ (ПАВ), политйерных добавок, загустителей, щелочных и кислотных жидкостей, мицеллярных растворов и т. д.). [c.161]

Адсорбционные явления как определяющие микропроцессы в пластах наблюдаются и в уже распространенном методе увеличения нефтеотдачи — полимерном воздействии на нефтяные залежи. Это метод предназначен преимущественно для залежей с высоковязкой нефтью ( iн>50 мПа-с),где при вытеснении нефти необработанной водой даже в макрооднородном пласте развивается, так называемая вязкостная неустойчивость. Однако полимерное воздействие применимо и в залежах с нефтями средней вязкости, а в этих условиях механизм нефтевытеснения во многом определяется степенью адсорбции полимерных растворов в неоднородной пористой среде. Механизм и степень адсорбции многих полимерных рабочих агентов (особенно на основе полиакриламида ПАА) в настоящее время достаточно полно изучены с получением широкого спектра изотерм адсорбции. Построенные на этой основе математические модели процесса, оценивающие динамику факторов сопротивления и остаточных факторов сопротивления, количественно используются в проектных работах и в анализах опытно-промыщленных испытаний метода. Однако этими изысканиями и разработками не ограничивается роль (и учет) микропроцессов в пластах при осуществлении работ по повыщению нефтегазоотдачи. Оказалось, что адсорбция ПАА существенно зависит от состава и свойств породы и от минерализации пластовых вод. Поэтому при усовершенствовании математической модели полимерного воздействия нами предлагается рассматривать полимерный раствор Как активную примесь с изменяющейся подвижностью вследствие адсорбции, степень которой зависит от минерализации пластовых вод (наличие в них подвижных ионов Ма, Са, Ре и др., а также изменяющейся величины pH). Сорбция полимерных агентов благоприятно влияет на соотношение подвижностей вытесняющей и вытесняемой фаз, снижая фазовую проницаемость, но приводит и к отставанию фронта рабочего агента от фронта продвижения воды. Получается сложная игра микропроцессов, при которой желательно получить оптимальное значение нефтевытесняющей способности рабочего агента в конкретных физико-геологических условиях пласта. [c.163]

Иначе обстоит дело в НДС. В этом случае Ло/Л имеет конечное значение и на свойства дисперсных систем (в том числе на химические свойства) существенное влияние начинает оказывать энергия поверхностных центров, обусловленных действием ван-дер-ваальсовых сил и наличием на поверхности различного рода химических дефектов — свободных радикалов, функ-циональных групп или, иными словами, неоднородностей поверхности. Изменение отношения Ло/Л в зависимости от hjr. как известно, носит экстремальный характер. На рис. 52 показана динамика поверхностного натяжения и изобары адсорбции для молекулярной жидкости (кривая 1) и НДС (кривая 2] в зависимости от температуры. Видно, что с изменением температуры поверхностное натяжение для молекулярных жидкосте ) (Ло/Лл- оо) изменяется монотонно, в то время как динамика [c.152]

Данные по динамике накопления коллоидных форм тяжелых металлов в пресных водах ограничены. ЬСак правило, коллоидные формы образуются вследствие адсорбции растворенных форм на коллоидных частицах глинистых минералов и гумусовых веществ. [c.107]

Газо-адсорбционная хроматография (ГАХ) начала развиваться значительно ранее газо-жидкостной. Так, некоторые вопросы по динамике сорбции в противогазах, опубликованные в 1929 г. Н. П. Шиловым и его сотрудниками, близки к фронтальной газо-адсорбционной хроматографии. В 1931 г. Шуфтан применил газо-адсорбци-онный проявительный метод для разделения газообразных углеводородов, используя в качестве сорбента силикагель, а в качестве газа-носителя — диоксид углерода. В качестве детектора применялся газовый интерферометр. Разделяемые компоненты собирались в отдельные сборники и анализировались обычными классическими методами газового анализа. Позднее этот метод разделения углеводородов был усовершенствован в ЧССР Янаком и в СССР Вяхиревым независимо друг от друга. Метод был назван объемно-хроматографическим. Он нашел применение в анализе смесей углеводородных газов. [c.163]

Определение параметров массообмена коэффициентов молекулярной диффузии при различных температурах, внут-ренргей диффузии в порах адсорбентов, диффузии в жидкостях, изучение кинетики и динамики адсорбции. [c.224]

Эритроциты в крови можно по ряду свойств рассматривать так же, как частички гидрофобной эмульсии. На их поверхности адсорбированы молекулы белков, аминокислот и ионы электролитов. Все они сообщают эритроцитам определенный отрицательный заряд, а противоионы создают некоторый диффузный слой. При различных патологических процессах в организме, когда в кровн увеличивается содержание некоторых видов белков (либо особого глюкопротеида, относящегося к а-глобулинам, либо при инфекционных заболеваниях Y-глoбyлинoв), происходит процесс, очень напоминающий ионообменную адсорбцию место ионов электролитов на поверхности эритроцитов занимают белки, заряд которых ниже, чем у суммы замещенных ими ионов. В результате заряд эритроцитов понижается, они быстрее объединяются и оседают (ускоряется реакция оседания эритроцитов — РОЭ). Этот процесс зависит еще от ряда факторов содержания других белковых фракций и мукополисахаридов, концентрации эритроцитов в крови, наличия в крови микробов, наконец, расположения сосуда, в котором наблюдается РОЭ (в частности, скорость ее выше в наклонно расположенном капилляре). Оседание эритроцитов протекает сходно с процессом седиментации гидрофобного коллоида. Как показали исследования при помощи микрокинематографии (Кигезен), к имеющимся в крови агрегатам и монетным столбикам присоединяются отдельные эритроциты укрупнившиеся агрегаты оседают вначале быстро, а потом медленнее, так как в нижних частях капилляров их расположение становится настолько плотным, что частично сохранившиеся у них заряды начинают в большей мере противодействовать сближению частиц. Структура этого осадка напоминает губку чтобы его уплотнить, необходимо выжать оттуда воду, причем чем плотнее осадок, тем труднее это достигается. Поэтому в клинических исследованиях обычно не ожидают завершения оседания эритроцитов, а регистрируют результаты спустя 1—2 ч после начала реакции. Учитывая, что скорость процесса меняется на разных этапах, было предложено изучение его динамики измерением величины оседания эритроцитов каждые 15—30 мин (так называемая фракционная РОЭ). Этот метод представляет значительный интерес и находит широкое применение. [c.167]

Основы адсорбционной техники (1976) -- [ c.166 , c.206 ]

Очистка технологических газов (1977) -- [ c.88 , c.89 ]

Процессы и аппараты химической технологии Часть 2 (2002) -- [ c.196 ]

Очистка технических газов (1969) -- [ c.38 , c.39 ]

Процессы и аппараты химической технологии Часть 2 (1995) -- [ c.196 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология