Распределение зерен адсорбента

Макропоры. Наконец, самые крупные поры адсорбентов — макропоры — имеют эффективные радиусы больше 1000—2000 А. Их удельная поверхность очень мала — от 0,5 до 2 м /г, вследствие чего адсорбцией на поверхности пор этого типа практически можно пренебречь. Объем макропор у активных углей составляет от 0,2 до 0,8 см /г. В крупных порах капиллярная конденсация не происходит, и единственным методом оценки их объема и кривой распределения пор по размерам является метод ртутной порометрии. Макропоры играют роль крупных транспортных артерий в зернах адсорбентов. [c.31]

Процессы адсорбции в аппаратах с перемешиванием, как правило, проводят при скоростях вращения мешалки, обеспечивающих полное суспендирование частиц твердой фазы, поскольку при этом вся поверхность зерен адсорбента участвует в массообмене. Взвешивание зерен твердого материала, находящихся на дне аппарата, происходит под действием подъемной силы, обусловленной разностью скоростей обтекания частицы на нижней и верхней ее гранях. После отрыва от дна частицы увлекаются потоками жидкости и находятся в объеме аппарата-во взвешенном состоянии. Важным условием нормальной работы аппаратов непрерывного действия с перемешиванием является равномерное распределение частиц твердой фазы в жидкости, так как только в этом случае зерна адсорбента пребывают в аппарате заданное по технологическим условиям время. В результате обработки многочисленных экспериментальных данных установлено, что существует оптимальная частота вра- [c.177]

Непрерывный процесс. При непрерывном проведении процесса в аппарате с псевдоожиженным слоем интенсивное перемешивание частиц приводит к значительной неравномерности времени пребывания отдельных частиц в слое. Вследствие этого в слое и на выгрузке из него частицы адсорбента будут отработаны в различной степени. Эффективность поглощения вещества всем слоем при непрерывном процессе будет величиной постоянной, определяемой суммарной скоростью поглощения всеми работающими зернами адсорбента. Поэтому при постоянной скорости подвода вещества по высоте слоя устанавливается определенный стационарный профиль распределения концентраций. [c.212]

Как видно из рис. 15, б, в распределительной хроматографии зерна адсорбента адсорбировали один растворитель, а промывка происходит другим, не смешивающимся с первым, растворителем и распределение веществ идет между обоими этими растворителями. Наибольшее применение этот тип хроматографии получил в виде бумажной хроматографии. Волокна бумаги адсорбируют воду, и распределение разделяемых веществ идет между не смешивающимся с водой растворителем и водным слоем волокон бумаги. Мы ограничимся разбором именно этого наиболее важного случая. [c.40]

Таким образом, вопросы влияния на газо-адсорбционное разделение геометрической структуры адсорбентов—их удельной поверхности, связанного с ней влияния неоднородности поверхности,-а также формы пор и их распределения по размерам и по глубине зерна адсорбента имеют большое значение. [c.89]

Таким образом, вопросы влияния на газо-адсорбционное разделение грубой геометрической структуры адсорбентов, величины их удельной поверхности, связанного с нею влияния неоднородности поверхности, а также формы пор и их распределения по размерам и распределения по глубине зерна адсорбента имеют большое значение. Как и в случае проявления влияния химического состава поверхности, здесь полезно обобщить имеющиеся данные. [c.68]

Отношение между равновесной концентрацией в неподвижной фазе и в жидкости, заполняющей промежутки между зернами адсорбента, выражается изотермой распределения. Это выражение применимо как к адсорбции, так и к процессу распределения (разделения). Могут быть три различных выражения для изотерм распределения (рис. 7) [c.24]

При непрерывном процессе в аппарате с кипящим слоем интенсивное перемешивание частиц приводит к значительной неравномерности времени пребывания в слое отдельных порций материала. Вследствие этого при определенной кинетике процесса в самом слое и на выгрузке из него частицы адсорбента будут отработаны в различной степени. Так как скорость процесса поглощения зависит от степени насыщения, то очевидно, что зерна адсорбента в слое будут адсорбировать вещество с различной скоростью в зависимости от достигнутой ими величины адсорбции. Однако общая эффективная скорость поглощения вещества всем слоем адсорбента при непрерывном процессе будет величиной постоянной, определяемой суммарной скоростью поглощения всеми работающими зернами адсорбента. Поэтому при постоянной скорости подвода вещества по высоте слоя устанавливается определенный стационарный профиль распределения концентраций и выходная концентрация, оставаясь также постоянной величиной, будет определяться либо кинетическими закономерностями процесса адсорбции, либо равновесием с твердой фазой в слое при большей скорости адсорбции. [c.53]

Значения констант для двух исследованных образцов следующие 1 — а = = 0,418 г/г, Ь = 1,61-10 см /г 2 — а = 0,347 г/г, Ъ = 2,04-10 см /г. Измерения методом ртутной порометрии проводились на образце адсорбента, содержащем несколько гранул, поэтому кривая распределения объема пор по радиусам, изображенная на рис. 3, дает только приближенное представление о распределении пор в одном зерне. [c.299]

Свойства катализаторов и адсорбентов в значительной мере определяются их вторичной структурой, т. е. типом агрегации кристалликов в зерне, величиной и формой пор, взаимным расположением зерен, статистикой распределения зерен по размерам. Эти особенно- [c.137]

Для получения эффективных колонок в газо-адсорбционной хроматографии необходимо использовать крупнопористые адсорбенты с однородными зернами. Наиболее оптимальный размер зерен с учетом сопротивления потоку — 0,2 мм. На крупнопористых адсорбентах даже при неоднородном зернении 0,25—0,5 мм можно получить значение Я = 1 мм и меньше, что соответствует более чем тысяче тарелок на 1 м колонки. Для дальнейшего увеличения эффективности таких колонок нужно использовать еще меньшее и более однородное зернение. В случае однородного и меньшего зернения крупнопористого адсорбента значительно уменьшается размывание, связанное с неравномерным распределением [c.95]

Согласно первому из указанных условий поток газа, диффундирующий через внешнюю поверхность адсорбента ( =/ , равен натеканию Q. Второе условие отражает отсутствие потока адсорбата внутри зерна при =0. Уравнение (25) задает функцию распределения давления по зерну в момент времени =0 перед созданием натекания газа. [c.41]

Неравномерное распределение концентрации газа по сечению зерна может быть создано откачкой. После прекращения откачки вследствие диффузионного выравнивания концентрации адсорбата давление над адсорбентом возрастает, причем кинетика процесса описывается уравнением (41). [c.50]

При использовании объемного метода, когда вся порция газа сразу вводится в установку, наблюдают еще более неравномерное распределение адсорбата по сечению зерна, а также по толщине и длине слоя адсорбента. Для достижения истинного равновесия в этом случае требуется больше времени. Этим можно в значительной степени объяснить разброс экспериментальных данных, так как большинство исследователей использовали объемный метод. [c.70]

Процессы диффузии в полосе, движущейся в колонке, заполненной зернистым адсорбентом, весьма сложны [70—75]. Прежде всего в газовой фазе колонки происходит всегда обычная молекулярная диффузия. Кроме того, при движении полосы через слой зерен различной геометрической формы и размеров и по-разному упакованных возникает размывание, связанное с неравномерным распределением скоростей газа по сечению слоя. Скорости отдельных локальных потоков газа между зернами отличаются от средней. В таких колонках имеет место также стеночный эффект , связанный с тем, что сопротивление потоку около стенок заполненной колонки меньше, чем в ее середине. Поэтому скорость потока газа около стенок колонки больше, чем средняя скорость. [c.79]

Для получения эффективных колонок в газо-адсорбционной хроматографии необходимо использовать крупнопористые адсорбенты с однородными зернами. Наиболее оптимальными размерами зерен с учетом сопротивления потоку являются зерна размером —0,2 мм. На крупнопористых адсорбентах даже при неоднородном зернении 0,25—0,5 мм легко можно получить значение Н 1 мм и меньше (рис. 47), что соответствует более чем тысяче теоретических тарелок -аа м колонки. Для дальнейшего увеличения эффективности таких колонок нужно иснользовать еще меньшее и более однородное зернение. В случае однородного и меньшего зернения крупнопористого адсорбента значительно уменьшается размывание, связанное с неравномерным распределением скорости газа-носителя по сечению при этом можно достигнуть значения Н = 0,5 мм и меньше, т. е. нескольких тысяч теоретических тарелок на 1 колонки (рис. 48). [c.90]

Эффективность колонны, помимо температуры и скорости потока подвижной фазы, зависит также от формы зерен, распределения их по размерам, от величины удельной поверхности, объема и распределения пор по размерам. Достаточно высокая величина удельной поверхности обеспечивает нужную емкость колонны, особенно при препаративном разделении, однако необходимо, чтобы поверхность адсорбента была легко доступной для разделяемых молекул, т. е. должен быть обеспечен достаточно резкий спад кривой распределения объема пор по размерам, особенно для пор малых размеров (доступность пор зависит от размеров разделяемых молекул в их наиболее вероятной при данной температуре конформации). Для сокращения путей внешней и внутренней диффузии следует применять адсорбенты, обладающие только поверхностной пористостью, или же уменьшать размеры зерен. Применение поверхностно-пористых адсорбентов обеспечивает высокую эффективность колонны и сокращает время разделения, но сильно уменьшает емкость колонны. Уменьшение же размеров зерен приводит к росту гидродинамического сопротивления колонны потоку подвижной фазы. В этом случае возможно использовать объемно-пористые адсорбенты большой емкости, но при этом приходится повышать давление у входа в колонну, использовать зерна с узким распределением по размерам, с формой, близкой к сферической, и высокой механической прочностью. [c.10]

При определенных размерах зерен адсорбента, скорости элюента и температуры имеется оптимальная структура пор адсорбента, обеспечивающая наилучшее разделение компонентов (рис. 12.14). Для данных веществ (бензол, нафталин, фенантрен) это образец силикагеля с 9,5 нм и 5 ж 400 м /г. Уменьшение размеров пор вызывает ухудшение разделения вследствие большего размывания хроматографических полос, а уменьшение удельной поверхности приводит к уменьшению селективности. При прочих равных условиях лучшие результаты будут получены на адсорбентах с зернами сферической формы и наиболее узким распределением по размерам. [c.266]

Из модели послойной отработки зерна, определения коэффициента внутренней диффузии и плотности распределения зерен по времени пребывания адсорбента на тарелке. [c.197]

Псевдоожижеиный слой адсорбента, В псевдоожиженном слое зернистый материал интенсивно перемешивается, поэтому все зерна адсорбента практически одинаково насыщены адсорбтивом в любой момент времени во всем объеме слоя. При этом, как обычно, постулируют, что газовый (или жидкостный) поток движется через слой адсорбента в режиме идеального вытеснения, и распределение концентраций адсорбтива носит экспоненциальный характер. При этом выходная концентрация адсорбтива в газовой смеси близка к равновесной над адсорбентом. Если линейная скорость смеси в сечении пустого аппарата равна ш, то для слоя высотой Я справедливо следующее уравнение материального баланса (1 — Н = хю (с — Ср), откуда находим время защитного действия [c.629]

Далее, разумеется, этот начальный участок слоя в адсорбции участия не принимает и начало поглощения вещества из потока перемещается далее по слою туда, где еще зерна адсорбента не насыщены до равновесия. С этого момента все условия адсорбции из потока воспроизводятся. Длина работающего слоя становится постоянной, но его положение в слое все время перемещается в Направлении потока. Кривая, изображающая распределение адсорбированного вещества вдоль слоя (а/ао)/( ) фронт- адсорбционной волны или фронт адсорбции ,—-сохраняя А оетоян ную форму, перемещается вдоль слоя параллельно самой себе. Зеркальным отражением фронта адсорбции является кривая распределения остаточной концентрации вещества в потоке вдоль слоя адсорбента или кривая нарастания концентрации вепдества в фильтрате во времени. После того как длина работающего, слоя 0 (или зоны массопереноса в слое) становится постоянной, время, за которое она перемещается к выходной границе слоя адсорбента, растет пропорционально удлинению слоя. Поэтому и выходная кривая адсорбции также перемещается с увеличением длины слоя адсорбента параллельно самой себе за счет увеличения времени защитного действия слоя. Это иллюстрирует рис. 7.1. [c.218]

Правые части решений (26—28) можно рассматривать как сумму полей, создаваемых двумя независимыми диффузионными процессами. Первое слагаемое (в квадратных скобках) описывает изменение давления в любой точке зерна адсорбента, когда с момента времени =0 создается постоянное натекание газа (С=соп81), Второе слагаемое описывает процесс выравнивания начального неравномерного распределения давления ф( ) по толщине зерна. [c.43]

В некоторых случаях эти меры могут оказаться недостаточными для того, чтобы приблизить величины, измеряемые в калори-А1е1ре, к дифференциальным теплотам адсорбции. Например, в случае больших энергий адсорбции, особенно при локализованной адсорбции и адсорбции в тонких порах, равномерное распределение адсорбированного вещества по всем зернам адсорбента происходит очень медленно и может не завершиться в течение калориметрического опыта. [c.133]

Почти все катионообменивающие и большинство анионообменивающих смол имеют собственную окраску и поэтому установление адсорбционных рядов ионов па них при помощи визуального наблюдения первичных, промытых или проявленных хроматограмм невозможно. В данном случае задача решается путем непрерывного анализа фильтрата, т. е. так называемым фронтальным анализом, или анализом первичной хроматограммы. При фронтальном анализе но виду выходной кривой можно судить о составе равновесного раствора, находящегося в колонке между зернами адсорбента, а следовательно, и о распределении адсорбированных ионов по длине колонки. [c.24]

Поведение на колонке одного растворенного вещества рассматривалось Вильсоном в 1940 г. Если исследуемый раствор вносят на колонку сорбента, то он дает полосу шириной X. Ширина этой полосы зависит от исходной концентрации хроматографируемого раствора Со и его общего объема Во- При этом концентрация адсорбированного вещества в неподвижной (стационарной) фазе выражается в граммах сорбированного вещества на 1 г сорбента, которую можно обозначить через Сс. В результате адсорбции на колонке образуется хроматографическая полоса адсорбированного вещества с резко очерченной границей ее фронта. Так как в колонку все время поступает свежий раствор вещества концентрации Со, го концентрация этого вещества в адсорбенте быстро растет и достигает значения Сс, находясь в равновесии с раствором Со, омывающем зерна адсорбента. Общее количество растворенного вещества в объеме колонки адсорбента можно выразить через ВоСо = ХпС -Ь ХрС , где ХпСо — соответствует количеству вещества, распределенному в подвижной фазе между зернами адсорбента, а ХрСс — количество вещества, поглощенного адсорбентом. Величина п — объем жидкости, заключенной между зернами адсорбента, приходящейся на единицу длины колонки, ар — вес адсорбента в граммах, приходящийся на единицу длины колонки. Решая уравнение баланса, приведенное выше, мы находим, что [c.23]

Уравнения (8.81) и (8.86) получены из рассмотрения одномерной (плоской) задачи для случая линейного распределения концентрации компонента вдоль радиуса зерна адсорбента. Однаю это распределение в зерне сферической формы при послойной отработке имеет криволинейный характер. Используя рассуждения, аналогичные приведенным выше при рассмотрении одномерной задачи, можно получить алгоритм для решения задачи относительно адсорбента сферической формы [61] [c.217]

Для переноса результатов кинетических исследований, прово дившихся в модельных системах (одиночные зерна адсорбента, слой в одно зерно, неподвижный слой), на реальные системы непрерывного действия с целью их последующего расчета, необходимо связывать полученные решения с конкретным распределением концентраций в реальном объеме. [c.119]

Решение задачи определения средней степени отработки адсорбента на выходе из слоя сводится к определению величины ЛГакт, которая может быть найдена из совместного решения кинетического уравнения отработки зерна адсорбента во времени и плотности их распределения. При этом средняя степень отработки определяется соотношением [c.123]

Система дифференциальных уравнений (2.1.19), описывающая внутридиффузную кинетику в отдельных гранулах адсорбента, состоит из параболического нелинейного дифференциального уравнения, начальных и граничных условий Эффект нелинейности здесь включается за счет нелинейной функции изотермы адсорбции у = Р и), которая в силу монотонности имеет обратную величину и = Р у) = Ф(у). Для нас наибольший интерес представляет распределение по зерну концентраций адсорбированного вещества у , т), поэтому систему (2.1.19) перепишем относительно одной неизвестной [c.37]

При разработке методики исследования пористых материалов на но-ромерах высокого давления нами было показано, что в случае измерения распределения объема пор по размерам методом ртутной порометрии при величине зерна твердого тела более 1 мм порозность (объем промежутков между зернами) заполняется при давлении 27 кПа. С целью выяснения возможности использования метода ртутной порометрии для исследования пористой структуры адсорбентов с величиной зерна меньше 1 мм нами было изучено влияние размера зерен твердого тела па величину гидростатического давления, при котором происходит заполнение ртутью объема его порозности. [c.196]

Для уменьшения роли вихревой и внешней диффузии в размывании полос необходимо использовать адсорбент с наиболее однородными зернами и распределить его равномерно по сечению колонки, чтобы создать по возможности одинаковые промежутки между зернами. Даже при насьшании свинцовых или стеклянных шариков в колонки число контактов колеблется от 4 до 12, т. е. имеются различные упаковки, от рыхлой до самой плотной. Набивка же из адсорбента, состоящего из зерен разного размера, неправильной формы и с шероховатой поверхностью, еще более неоднородна. Поэтому в реальных колонках всегда имеют место некоторые распределения скоростей потока газа по сечению колонки [2]. [c.92]

Распределение объема пор по размерам указывает на существование двух максимумов — при 5 и 17 нм. Появление второго максимума отражает тот факт, что зерна полисорбов образованы агломератами первичных сополимерных частиц, промежутки между которыми образуют систему относительно широких мезопор. Таким образом, полисорбы являются преимущественно узкомезопористыми адсорбентами с относительно небольшим содержанием доступных для органических молекул микропор и с системой более широких мезопор, через которые осуществля- [c.43]

Основная задача теории адсорбционного насосса состоит в определении зависимости давления р(/) над адсорбентом от потока Q(t) и адсорбируемости газа, формы и размеров зерен адсорбента. Для этого необходимо найти законы распределения концентрации а х) или давления р (х) адсорбата по сечению зерна сорбента и изменения их во времени. [c.38]

Пусть в момент времени t = 0 распределение давления по зерну определяется функцией ф( ) см. уравнение (25)]. Процесс установления равновесного давления (выравнивания концентрации адсорбата по сечению зерна) можно описать для зерен трех основных форм решениями (26—28) дифференциального уравнения диффузии (24), если принять натекание Q=0. Приняв интегрально усредненное давление [второй член левой части уравнения (26—28)] равным равновесному давлению po j после некоторых преобразований решений (26—28) получим следующее выражение для давления над адсорбентом (при l=R) [c.49]

Сразу после создания постоянного натекания давление на входе насоса скачкообразно возрастает (см. рис. 19—21) на практически постоянную величину Рвх= 1Рвх, определяемую входной проводимостью насоса (входная ловушка, сетка для поддержания адсорбента и др.). Скорость увеличения давления достигает максимального значения сразу после создания натекания, затем постепенно уменьшается и через 1,0—1,5 ч становится постоянной. С этого времени устанавливается квазистационарный режим непрерывной адсорбции, характеризующийся параболическим распределением давления по толщине зерна сорбента с линейным воз-92 [c.92]

Из сказанного следует, что динамическая адсорбция на ионитах ионов алкалоидов существенно отличается от динамики ионного обмена простых неорганических катионов. Установлено, что адсорбционное распределение по длине адсорбционной и десорбционной колонны зависит от скорости течения раствора, зернения сорбента и характера растворителя. Замедленная скорость диффузии сорбируемых веществ внутри зерен сорбента и специфический характер процесса адсорбции больших органических ионов на катионитах определяют в первую очередь аналогию между динамикой адсорбции алкалоида на ионитах и молекулярных адсорбентах. При этом определенную роль играют также и неравно-весность условий при работе ионитных колонн, молекулярная адсорбция алкалоидов на ионитах и стерические затруднения, а при десорбции еще и применение неводных растворителей. Резкое увеличение длины работающего слоя при молекулярной и ионообменной адсорбции алкалоидов из экстрактов растительного сырья обусловлено, по-видимому, образованием пленки из растительных коллоидов, содержащихся в экстрактах, вокруг частиц адсорбента. Образование такой пленки вызывает замедление диффузии ионов алкалоидов к зерну. Это приводит к тому, что и внешняя диффузия играет в этом случае значительную роль. [c.75]