Адсорбция в неподвижном слое сорбента

Для расчета массообменных аппаратов с неподвижным слоем сорбента необходимо определять профили концентраций (зависимости с от 2 и X от г при данном т) и выходные кривые (зависимости с от т при данном г). В общем случае их определение требует численного решения системы, состоящей из уравнения материального баланса (111.79), уравнения изотермы адсорбции и уравнений, описывающих скорость массопереноса. [c.67]

Адсорбция в неподвижном слое сорбента [c.88]

Рассмотрим процесс адсорбции в неподвижном слое сорбента. Из-за накопления сорбата на поверхности сорбента свойства последнего постоянно меняются и процесс в целом нестационарен. Поскольку концентрация сорбата меняется по длине слоя сорбента, уравнения баланса можно записать только для элементарного объема за элементарное время для неподвижной и подвижной фаз. В общем случае получим четыре уравнения в частных производных материального баланса по сорбату и теплового баланса для каждой из фаз. [c.88]

Массообменные процессы, широко используемые для очистки веществ и разделения смесей, весьма многообразны. Они различаются агрегатным состоянием взаимодействующих фаз, характером их движения в аппарате, наличием параллельно протекающих процессов теплообмена. Этим обусловлено большое разнообразие применяемых на практике массообменных аппаратов. В той или иной степени различаются и методы их расчета. В данной (лаве рассмотрены наиболее распространенные массообменные процессы абсорбция, десорбция и жидкостная экстракция в иротивоточных колоннах, непрерывная ректификация бинарных и многокомпонентных систем, периодическая адсорбция в аппаратах с неподвижным слоем сорбента. [c.87]

Описанный выше процесс фильтрования потока жидкости через неподвижный слой сорбента является периодическим. В последние годы в промышленной практике получили распространение адсорбционные установки непрерывного действия с кипящими и движущимися плотными слоями [51—54]. Перспективность этого метода с точки зрения уменьшения габаритов аппаратуры и массы загружаемого в систему адсорбента, а также возможности автоматизации процесса, очевидна. Однако, если теоретические и экспериментальные исследования в области непрерывной адсорбции газов и паров получили достаточно большое развитие [51, 52, 55], то закономерности процесса адсорбции из растворов изучены еще недостаточно. [c.123]

К первой группе относятся методы, основанные на адсорбции, химическом взаимодействии с твердыми поглотителями и на каталитическом превращении примесей в безвредные или легко удаляемые соединения. Сухие методы очистки обычно проводят с неподвижным слоем сорбента, поглотителя или катализатора, который периодически должен подвергаться замене или регенерации. В последнее время такие процессы осуществляются также в кипящем или движущемся слое, что позволяет непрерывно обновлять очищающие материалы. [c.166]

Исследования адсорбции смесей неподвижным слоем сорбента в динамических условиях, начатые Дубининым с сотрудниками [ ], Алексе-евским и Горчаковым [ ], Тодесом [ ], в дальнейшем другими исследователями, были направлены в основном на решение различных задач хроматографического разделения паро-газовой смеси [c.398]

При расчете аппаратов с неподвижным слоем сорбента необходимо установить взаимосвязь между высотой слоя смолы, числом колонн в системе, продолжительностью процесса и характеристиками входящего и выходящего растворов. Для данного случая закономерности, выведенные Шиловым применительно к адсорбции газов на активном угле, сохраняют свое значение. Рассмотрим процесс поглощения вещества из раствора слоем сорбента. [c.150]

Для расчета массообменных аппаратов с неподвижным слоем сорбента необходимо определять профили концентраций (зависимости с от г и А от г при данном т) и выходные кривые (зависимости с от т при данном г). В общем случае их определение требует численного решения системы, состоящей из уравнения материального баланса (3.110), уравнения изотермы адсорбции и уравнений, описывающих скорость массопереноса. Ниже рассмотрен ряд обобщенных решений этой системы уравнений для нескольких частных случаев. [c.149]

Наиболее распространенным массообменным процессом, осуществляемым в аппаратах с неподвижным слоем твердой фазы, является адсорбция. Такого рода процессы являются нестационарными и периодическими. При этом концентрации в твердом материале и в газе (или в жидкости), находящихся внутри аппарата, меняются во времени. Обычно процесс длится до тех пор, пока конечная концентрация в среде, проходящей через слой твердой фазы (сорбента), не превысит некоторого предельного значения (концентрация проскока), после чего сорбент подвергают регенерации, осуществляющейся обычно десорбцией. [c.65]

Расчет толщины слоя сорбента и длительности стадий адсорбции и десорбции с помощью профилей концентраций и выходных кривых довольно трудоемок. Поэтому (а также ввиду отсутствия данных для определения внутреннего сопротивления) расчет установок с неподвижным слоем твердой фазы часто проводят по эмпирическим зависимостям, полученным для конкретных адсорбционных систем (см. гл. IX). [c.75]

Адсорбционный метод очистки уже нашел применение при обработке сточных вод производства различных органических продуктов, пластмасс, гербицидов и ядохимикатов, сульфатной целлюлозы, сточных вод нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий, а также при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод. Сфера применения этого метода постоянно расширяется, и в недалеком будущем он может стать одним из основных методов очистки. В настоящее время наиболее широко используются два основных режима адсорбционной обработки сточных вод адсорбция в неподвижном слое и адсорбция в движущемся слое сорбента. Выбор той или иной схемы очистки сточных вод с применением активного угля (порошкообразного или гранулированного) зависит от конкретных условий. [c.95]

Адсорберы с неподвижным слоем адсорбента (рис. ХУП-2, а) представляют собой вертикальные аппараты, заполненные гранулированным сорбентом. Исходная смесь пропускается через слой адсорбента. При этом поглощаются соответствующие компоненты смеси. После насыщения адсорбента стадия адсорбции прекращается, и адсорбент должен быть регенерирован. Для регенерации через слой насыщенного адсорбента пропускают водяной пар, инертный газ, растворитель и др. Иногда регенерацию адсорбента проводят, выжигая поглощенные компоненты (например, смолистые вещества) в специальном аппарате. [c.317]

В адсорбере с неподвижным слоем теплота сорбции выделяется непосредственно в зоне, где скорость сорбции максимальна. Сильный разогрев в этой зоне снижает равновесную емкость сорбента и замедляет адсорбцию [233]. В противоположность этому при сорбции в кипящем слое теплота, выделяющаяся [c.191]

Основной задачей теории хроматографии является выяснение механизмов разделения и описание движения компонентов смеси вдоль неподвижной фазы. Поскольку при хроматографии происходит непрерывное движение одной фазы относительно другой, между фазами не устанавливается равновесие. Однако при определенных условиях процесс хроматографирования можно рассматривать как равновесный, и тогда скорость перемещения вещества вдоль слоя сорбента имеет простую связь со скоростью потока элюента и градиентом адсорбции по концентрации. Основное уравнение равновесной хроматографии, записанное относительно линейной скорости и перемещения вещества вдоль колонки неподвижной фазы, имеет вид [c.348]

Адсорбционные процессы можно проводить периодически в аппаратах с неподвижным слоем адсорбента и непрерывно в аппаратах с движущимся слоем адсорбента. Непрерывные процессы не получили широкого распространения из-за сложности аппаратурного и технологического оформления. На установках с периодическим процессом адсорбции предусматривается, как минимум, три или два адсорбера — в первом случае в одном адсорбере проводят адсорбцию, в другом — десорбцию поглощенного из газа вещества, в третьем — охлаждение адсорбента. При совмещении в одном аппарате циклов регенерации и охлаждения сорбента устанавливают два адсорбера. [c.130]

Изучение влияния относительной влажности газовоздушной смеси и содержания влаги в сорбенте позволяют в значительной мере аргументировать переход от четырехфазного процесса адсорбции сероуглерода в неподвижном слое адсорбента к двухфазному, из которого полностью исключены стадии сушки и охлаждения угля. Как показали промышленные испытания на Калининском комбинате химического волокна, при некотором изменении конструкции аппаратуры (применение адсорберов с паровой рубашкой) после стадии десорбции газовоздушная смесь, имеющая относительную влажность 50—60%, при 40—60 °С может быть подана в слой активного угля, прошедшего только стадию десорбции перегретым паром. При этом процесс очистки протекает достаточно эффективно. Фронт тепловой волны опережает передвижение фронта сорбции, уголь охлаждается непосредственно в стадии очистки, одновременно происходит его подсушка с 5 — 20% до требуемого уровня влажности, т. е до 6—8% (масс.). [c.287]

Наиболее перспективным применением процесса адсорбции п неподвижном слое является использование каскада последовательно включенных колонн, поскольку при таком технологическом режиме можно добиться наибольшей степени использо- зания емкости сорбента в колонне, выводимой на регенерацию. Динамика адсорбции в каскаде колонн с неподвижным слоем моделируется исходными уравнениями (У-ЗО) —(У-32), однако начальные условия задачи в этом случае должны изменяться от цикла к циклу. Методика расчета динамики адсорбции в каскаде колонн с плотным слоем рассмотрена в [61]. [c.136]

Отметим, что кривые Шумана (см., например, монографию [43]), которые являются графиками решения уравнений (У-ЗО) — (У-34), в последующем были для значений Хс=0- уточнены в [54] при расчете теплообмена в неподвижном слое, который описывается аналогичными уравнениями. В монографии [54] приведены удобные для расчетов графики, которые в параметрах динамики адсорбции в плотном слое представлены на рис. У-7. Графики на этом рис. позволяют в случае изотермы сорбции, близкой к прямолинейной, найти выходную кривую и распределение концентрации адсорбированного вещества вдоль слоя, необходимое для определения степени использования сорбента в динамических условиях при известных параметрах процесса как при внешне-, так и при внутридиффузионных механизмах. массообмена. [c.133]

В НФ ЖХ неподвижная фаза образована самим сорбентом и адсорбированными слоями молекул растворителя (мультислой). В ОФ ЖХ этот промежуточный слой обогащен органическим компонентом по сравнению с его содержанием в объеме, тогда как в НФ ЖХ неподвижная фаза (сорбент и адсорбированный мультислой) обогащена самым полярным компоненто.м. Существование промежуточного мультислоя ставит перед исследователями вопрос что больше влияет на удерживание -распределение вешества в адсорбированном слое и объеме или адсорбция на поверхности В один прекрасный день может оказаться, что в [c.81]

При бесконечно большой скорости обмена проскок вещества в последующие слои сорбента происходил бы только после полного насыщения предыдущих. Однако ввиду конечной скорости массопередачи распределение извлекаемого вещества по высоте слоя происходит плавно, с образованием фронта адсорбции (рис. 47). На рисунке приведены кривые распределения относительной концентрации (С/Со) поглощаемого иона по длине I неподвижного слоя ионита (т1 начала процесса). Согласно опытным данным, по истечении определенного времени профиль фронта обмена становится практически неизменным. После этого он переносится по направлению потока с постоянной скоростью ш. Очевидно, что к—Х/гю. Скорость гг можно найти аналитическим путем [c.162]

Адсорбционные процессы относятся к наиболее сложно описываемым и моделируемым объектам химической технологии в силу того, что требуют в значительной мере более детального подхода к формированию модели в связи с. многообразием кинетических факторов, сопровождающих диффузию сорбата в макро-, мезо- и микропорах сорбента и необходимостью учета как специфических характеристик самого сорбента (например, состав и свойства активных центров, условия регенерации), так и особенностей взаимодействия в конкретной системе адсорбент - адсорбат и на стадии адсорбции, и на стадии регенерации. В связи с этим представляет интерес феноменологическая модель адсорбционного процесса в виде длины зоны массопередачи Lo. Зона массопередачи участок длины (высоты) слоя сорбента, в котором и протекает собственно сорбционный процесс с интегральным учетом всех его реалий, перемещающийся по длине слоя от начала к концу процесса в неподвижном слое сорбента и равный необходи юй высоте слоя в процессах в движущемся или псевдо-ожиженном слоях сорбента. [c.30]

Кинетика ионного обмена. Приведенный ранее анализ кинетики адсорбции в неподвижном слое сорбента применим и для ионного обмена. Как и в случае адсорбции, задача нахождения профиля концентраций в контактирующих фазах, длины слоя или времени процесса заключается в решении системы уравнений материального баланса (20.19), кинетики (20.20) и изотермы (20.56). В случае равнозарядных ионов решение задачи кинетики ионного обмена и ленгмюровской адсорбции в отсутствие продольного перемешивания представляется едиными уравнениями (20.46) и (20.47), различающимися лишь выражением фактора разделения г. В случае более сложных изотерм решение системы уравнений кинетики обычно находят численным методом с помощью ЭВМ. [c.212]

Рациональная адсорбционная технология предполагает осуществление процесса адсорбции при максимальном извлечении вещества из водного раствора в наибольщем использовании обменной емкости адсорбента при проведении процесса десорбции максимальное извлечение вещества из адсорбента должно осуществляться с наибольщей концентрацией элюата. Этим условиям удовлетворяет динамический противоток на стадиях адсорбции и десорбции. Он достигается при адсорбции пропусканием раствора через неподвижный слой сорбента до проскока в [c.540]

ТОНКОСЛОЙНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ (ТСХ), вариает хроматографии, основанный на различии в скорости перемещения компонентов смеси в плоском тонком слое (толщина 0,1-0,5 мм) сорбента при их движении в потоке подвижной фазы (элюента). Последняя представляет собой, как правило, жидкость, однако осуществлен и газовый вариант ТСХ. В качестве сорбентов используют мелкозернистые силикагель, Al Oj, целлюлозу, крахмал, полиамид, иониты и др. Суспензиями этих сорбентов покрывают пластинки из стекла, фольги или пластика для закрепления слоя применяют крахмал, гипс или др. связующие, Пром-стью вьшускаются готовые пластинки с уже закрепленным слоем сорбента. Элюентами служат обычно смеси орг. р-рителей, водных р-ров к-т, солей, комплексообразующих и др. в-в. В зависимости от выбора хроматографич, системы (состава подвижной и неподвижной фаз) в разделешш в-в осн. роль могут играть процессы адсорбции, экстракции, ионного обмена, комплексообразования. На практике часто реализуются одновременно неск, механизмов разделения. [c.608]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология