Теплота адсорбции и активных углях

Теплота адсорбции активным углем. При адсорбции веществ активным углем обычно выделяется значительное количество тепла. Выделяющееся тепло, нагревая уголь и газовый поток, влияет отрицательно на дальнейший ход поглощения. Количество выделяющейся теплоты зависит от характера поглощаемого вещества и в ряде случаев настолько значительно, что пренебрегать им в расчетах нельзя — могут быть большие ошибки. [c.140]

Коэффициент п равен для активного угля 0,87, силикагеля 0,83, цеолитов 1,0. Высота работающего слоя уменьшается в ряду активный уголь — силикагель — цеолит NaX в соответствии с возрастанием теплот адсорбции. Близость диаметра молекул адсорбтива (азота) и диаметра входного окна цеолита СаА приводит к резкому увеличению высоты работающего слоя, который приблизительно в 2,5 раза выше работающего слоя цеолита N аХ. [c.173]

Часть водяного пара, подаваемого на десорбцию, идет на нагрев адсорбента и аппарата, на компенсацию теплоты адсорбции и отрицательной теплоты смачивания. Другая, несконденсировавшаяся часть пара уносит десорбированное вещество из аппарата. С помощью водяного пара обычно регенерируют активный уголь. Силикагели, алюмогели и цеолиты регенерируют продувкой при повышенной температуре. [c.208]

Теплоты адсорбции для системы к-гексан — активный уголь [c.263]

Гидрофильностью силикагеля объясняется значительная разность теплот адсорбции при пропускании влажной газовой смеси через силикагель и через активный уголь. При поглощении воды, обладающей высокой теплотой конденсации, температура силикагеля повышается до 100° С, в то время как при подобных же условиях температура активного угля повышается лишь на 10—20°С. [c.40]

Угол смачивания меняется при прибавлении к жидкости поверхностно-активных веществ, которые, адсорбируясь на поверхности и ориентируя свои радикалы, изменяют лиофильность поверхности. От прибавления поверхностно-активных веществ изменяется теплота смачивания, так как здесь участвует еще и теплота адсорбции прибавленного вещества -. Например, теплота смачивания 1 г угольного порошка водой [c.192]

Адсорбция многих газов на угле в большинстве случаев представляет собой пример процесса адсорбции, в котором участвуют только силы Ван-дер-Ваальса и силы отталкивания. Лондоном [26] было установлено, что если для расчета энергий адсорбции применить выведенные им уравнения (8) и (12), то получается хорошее соответствие между рассчитанными и экспериментальными значениями теплот адсорбции таких газов, как гелий, аргон, окись углерода, метан и углекислота, когда адсорбентом является уголь. К сожалению, этот автор допустил ошибку в расчетах, в результате чего полученные им численные величины оказались завышенными в 10 раз. Наблюдаемое расхождение можно было бы частично, но далеко не полностью, сократить путем замены операции интегрирования суммированием, как показано в разделе V, 1. В 1934 г. нам удалось показать, что адсорбция указанных газов на угле происходит в углублениях, каналах и пустотах, т. е. главным образом на активных участках [18а]. Эта точка зрения получила всеобщее признание и была развита далее Брунауэром [17], который высказал соображение, что все молекулы, адсорбированные в весьма узких капиллярах угля, должны находиться в контакте не с одним, а с двумя слоями углеродных атомов. Такая мысль совершенно правильна, но рассчитанные величины продолжали оставаться слишком низкими. Следует иметь в виду, что в последних расчетах не были учтены силы отталкивания, которые, как было показано в разделе IV,4, могут играть большую роль. Проведенные недавно исследования [39] показали, что все упомянутые выше газы при адсорбции на угле обладают большой подвижностью и ведут себя как двумерные газы. Входе этих же исследований [41 б, в] было обнаружено, что молекулы адсорбированных газов поляризуются под влиянием электрического поля угля (см. раздел V, 7) и что эта поляризация обусловливает существенное, возможно даже наиболее важное, слагаемое теплоты адсорбции. [c.70]

Для получения сверхнизких температур можно использовать десорбцию — процесс, обратный экзотермическому процессу адсорбции. В таких случаях активный уголь, помещенный в предварительно откачанный сосуд, при охлаждении адсорбирует водород до полного отвода теплоты адсорбции в ванну из охлаждающей смеси. Затем производится вакуумная десорбция водорода из насыщенного активного угля, сопровождаемая охлаждением. Таким способом в 1931 г. Мендельсону удалось получить температуру 1,6 К [24]. [c.203]

Характер влияния структуры адсорбента и химической природы ее поверхности отчетливо проявляется в результате расчета изостерических теплот адсорбции азота на основе прецизионных опытов Табунщиковой [11 ]. На рис. 4,2 представлены дифференциальные изостерические теплоты адсорбции азота на промышленных адсорбентах при различных заполнениях адсорбционной емкости. Теплоты адсорбции азота во всех случаях уменьшаются с увеличением степени заполнения. С другой стороны, на всем участке заполнений теплоты адсорбции возрастают в следующей последовательности активный уголь, силикагель, цеолит NaX, цеолит СаА. При степени заполнения 9 = 0,5 теплоты адсорбции в указанной серии адсорбентов составляют 9,15 9,85 12,30 13,5 кДж/моль (2,18 2,36 2,97 3,24 ккал/моль). Такое расположение адсорбентов в этом ряду объясняется, по-видимому, нарастанием микропористости при переходе от углей и силикагелей к цеолитам и усилением адсорбционных сил за счет специфической составляющей при адсорбции квадрупольной молекулы азота в силикатной (силрша-гель) и катионированной алюмосиликатной (цеолит) структурах. [c.140]

По мере адсорбции растворителя температура в зоне активной адсорбции повышается вследствие выделения теплоты адсорбции. Это тепло передается газу, который уносит ее в следующие зоны слоя и тем самым нагревает уголь перед зоной активной адсорбции (за счет частичного охла-лсдсния потока). Следовательно, высокотемпературная зона перемещается по высоте слоя адсорбента, вызывая, в конце концов, значительное повышение температуры выходящего газа и соответствующее снижение адсорб-ционио емкости по сравнению с возможной в условиях изотермического режима. Снижение адсорбционной емкости, обусловленное этим эффектом, можно резко уменьшить, испаряя воду из угля во время периода адсорбции. [c.301]

Покажем на конкретном примере, как проводится обработка данных по теплотам смачивания. Согласно результатам адсорбционных измерений, при концентрации бутанола 0,3 г/100 мл степень заполнения поверхности 0 равна 0,5. Теплота растворения бутанола составляет 25 кал/г растворенного бутанола. Площадь, занимаемая молекулой бутанола неплотном монослое, принимается равной 40 А , что соответствует адсорбции 3-10 г/см-, т- е. 1,5-10- г/см при 0 = 0,5. Чтобы удалить такое количество бутанола из раствора, требуется затратить энергию примерно в 15 эрг. Теоретически теплота взаимодействия графона с раствором бутанола составляет (113+32)/2, или 72 эрг. Следовательно, собственно теплота смачивания должна быть равна около 57 эрг/см что почти совпадает с экспериментальной теплотой смачивания. Аналогичный подход оправдал себя и при изучении системы бензол—циклогексан—активный уголь [70]. Успех расчетов, основанных на предположении аддитивности, показывает, что взаимо-деиствие адсорбат—адсорбат в смешанной поверхностной фазе слабо сказывается на теплотах смачивания. [c.328]

Ребиндер , исследовав тепловой эффект при адсорбции некоторых растворенных веществ на жидкой поверхности, дал термодинамический вывод величины дифференциальной теплоты адсорбции и установил зависимость адсорбции от природы растворенного вещества. Чем сильнее эти вещества снижают поверхностную энергию на поверхности раздела между адсорбентом и растворителем, тем лучше они адсорбируются. Такие вещества обладают так называемой поверхностной активностью (частная производная поверхностного натяжения по концентрации, взятая с обратным знаком). Ребиндер вывел правило уравнивания полярност-гй, заключающееся в том, что на границе двух фаз происходит адсорбция тех веществ, полярность которых лежит между полярностями обеих фаз, причем адсорбция возрастает с увеличением разницы в полярности этих фаз. Необходимо отметить, что еще в 1923 г. Л. Г. Гурвичи предложил классификацию сорбентов на гидрофобные (уголь) и гидрофильные (силикагель) или аполярные и полярные первые лучше адсорбируют из полярных растворителей, вторые—из аполярных. Цвет уже в своей первой работе [c.12]

По мере адсорбции растворителя температура в зоне активной адсорбции повышается вследствие выделения теплоты адсорбции. Это тепло передается газу, который уносит ее в следующие зоны слоя и тем самым нагревает уголь перед зоной активной адсорбции (за счет частичного охлаждения потока). Следовательно, выс0котемпературная зона перемещается по высоте слоя адсорбента, вызывая, в конце концов, значительное повышение температуры выходящего газа и соответствующее снижение адсорбционной емкости по сравнению с возможной в условиях изотермического режима. Снижение адсорбционной емкости, обусловленное этим эффектом, можпо резко уменьшить, испаряя воду из угля во время периода адсорбции. Поскольку для регенерации обычно применяется водяной пар, регенерированный уголь оказывается насыщенным водой. При адсорбции растворителей, легко вытесняющих воду из угля, достигается достаточное охлаждение вследствие ее испарения и предварительное охлаждение слоя не требуется. В период регенерации через слой угля в течение 15—60 мин. пропускают водяной пар низкого давления. Начальная порция водяного нара служит главным образом для нагрева слоя до температуры регенерации при этом пар конденсируется. Конденсация некоторого дополнительного количества водяного пара является источником тепла десорбции, требуемого для удаления растворителя. Остальное количество водяного пара служит как отдувочный агент, одновременно снижая парциальное давление растворителя в паровой фазе и удаляя пары растворителя из системы. Согласно литературным данным [36] нри рационально заироектированной системе удельный расход водяного нара лежит в пределах 3—5 кг на 1 кг регенерированного растворителя. Примерно такой же удельный расход (см. ниже стр. 311) считают типичным для процесса актикарбон. [c.310]

Понижение адсорбционной способности поверхности угля, вызванное предварительным освещением длинноволновым ультрафиолетовым светом через стекло в присутствии воздуха, можно было бы объяснить фотохимическим окислением наиболее активных групп углеродного скелета, содержащего несомненно остатки ароматических полициклов. Однако такое окисление должно было создать на поверхности угля карбонильные и фенольные группы, способствующие, наоборот, адсорбции. Кроме того, освещение угля в азоте привело к еще большему уменьшению адсорбции, а теплота смачивания угля бензолом после проведенного освещения уменьшилась. Характерно указание автора на то, что освещение вызывало также потерю в весе угля, которую автор приписывает отдаче оставшихся в угле газов (воздуха). Когда в опыте с эфиром уголь был освобожден от газов откачкой, освещение не оказало влияния па адсорбцию. [c.376]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология