Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Кинетика адсорбции частицей адсорбента

    Кинетика адсорбции частицей адсорбента [c.195]

    При изучении кинетики адсорбции важно определить либо время достижения равновесия, когда удаляемый компонент насытил адсорбент и его концентрация в проходящем компоненте остается постоянной, либо степень обогащения, достигаемую при отделении адсорбента от внешней жидкости через определенное время. Время достижения равновесия устанавливают экспериментально, отбирая пробы через определенные промежутки времени. Кинетику адсорбции можно выразить количественно, если пренебречь сопротивлением переносу от внешней жидкости к поверхности частицы. Для однородных сферических частиц [c.263]


    Подавляющее большинство процессов очистки осуществляется в слое адсорбента. Однако насыщение адсорбатом каждой частицы адсорбента, находящегося в адсорбере, зависит от скорости диффузии поглощаемых молекул внутри гранулы, которая в конечном итоге при определенном гидродинамическом режиме определяет интенсивность массообмена. Кинетика адсорбции рассматривает вопросы диффузии в единичных гранулах адсорбента и скорость отработки адсорбционной емкости этих гранул. [c.179]

    При построении теоретической модели непрерывной адсорбции в многоступенчатых противоточных адсорбционных установках необходимо учитывать основные закономерности кинетики адсорбции растворенных веществ [46]. В аппаратах — смесителях высокая степень перемешивания адсорбента и очищаемой воды обеспечивает быстрый подвод растворенных веществ к поверхности зерен, поэтому кинетика адсорбции в них в большинстве случаев лимитируется внутридиффузионным про цессом. Внутридиффузионную кинетику адсорбции органических веществ из водных растворов определяет в основном диффузия адсорбированных молекул. Рассмотрим уравнения, моделирующие процесс адсорбции в трехступенчатой нротивоточной схеме с учетом времени пребывания частиц в реакторах, причем первым будем считать реактор, стоящий по направлению перемещения адсорбента. Тогда при условии постоянства концентраций поглощаемых веществ на каждой ступени (динамическое равновесие) для каждой ступени справедливы следующие уравнения  [c.125]

    Поскольку внутридиффузионная кинетика адсорбции зависит от квадрата радиуса частиц, переход к порошкообразным, углям позволяет значительно сократить необходимое время контакта воды с адсорбентом и соответственно уменьшить объем адсорбционных сооружений. [c.253]

    Сравнение адсорбции на этих адсорбентах показывает, что скорость насыш ения порошкообразного цеолита значительно больше, чем гранулированного. Причина такого различия не только в том, что частицы адсорбата должны пройти вторичные поры гранулы адсорбента. Наиболее вероятной причиной кажется закрытие части поверхности кристаллов цеолита связующим веществом. Волощук и Золотарев считают, что причина уменьшения скорости адсорбции в гранулах по сравнению с кристаллическим порошком цеолита заключается в изменении свойств кристаллов цеолита в гранулах молекулярного сита во время их термической обработки в присутствии водяного пара. По нашему мнению, эта гипотеза дискуссионная. Мы проводили измерения кинетики адсорбции и-пропи-лового спирта на порошке и грануле молекулярного сита. Порошок цеолита обрабатывали так же, как при гранулировании. [c.337]


    Кинетика адсорбции. Скорость процесса адсорбции зависит от условий транспорта адсорбируемого вещества и поверхности (внешний перенос) и переноса его внутри зерен адсорбента (внутренний перенос). Скорость внешнего переноса определяется гидродинамической обстановкой процесса, а внутреннего — структурой адсорбента и физико-химическими свойствами системы. Гидродинамическая обстановка зависит от условий проведения процесса. Процессы адсорбции проводятся в основном двумя способами — в плотном и псевдоожиженном слоях адсорбента. В первом случае поток в пространстве между частицами приближается по структуре к модели поршневого движения, во втором — к модели идеального смешения. Кинетика внешнего переноса описывается уравнением  [c.507]

    В завершение краткого обзора кинетики адсорбции существенно отметить, что нелинейность изотермы адсорбции может оказывать влияние на среднюю степень отработки частиц адсорбента при наличии флуктуаций концентрации целевого компонента около наружной поверхности частиц. Флуктуации могут стать особенно заметными при адсорбции в псевдоожижен-ном слое, где частицы могут случайным образом перемещаться ло объему слоя, в разных точках которого концентрация адсорбтива в газе-носителе различна. Оказывается [2], что при выпуклой изотерме адсорбции влияние флуктуаций внешней концентрации уменьшает количество поглощенного целевого [c.206]

    Наибольший интерес для практики представляет адсорбция при заметном влиянии кинетических сопротивлений переносу целевого компонента у наружной поверхности и внутри частиц адсорбента. Соответствующее математическое описание процесса изотермической адсорбции без учета продольного перемешивания имеет вид системы (4.47), рассматриваемой совместно с уравнением кинетики адсорбции, которое может быть представлено в следующей общей форме  [c.221]

    Наиболее радикальное упрощение относительно кинетики адсорбции каждым индивидуальным зерном адсорбента состоит в предположении об отсутствии как внешнего, так и внутреннего диффузионного сопротивлений переносу целевого компонента. Кроме того, изотерма адсорбции считается предельно выпуклой (5, рис. 9.1). Если такие предположения приближенно выполняются, то происходят четкое последовательное насыщение слоев частиц адсорбента и продвижение границы, разделяющей полностью насыщенную и еще чистую части неподвижного слоя, вдоль слоя адсорбента с некоторой постоянной скоростью (w ) в направлении подачи газа-носителя (рис. 9.2, а). [c.521]

    Кинетика адсорбции растворенных веществ в зависимости от гидродинамических условий обтекания пористого материала, структуры его пор, размера зерен адсорбента и ряда других факторов определяется как внешним переносом молекул растворенных веществ из потока к поверхности частицы, так и переносом сорбируемых молекул внутри пористой частицы адсорбента. В исследовании кинетики адсорбции важное значение имеют разграничение и количественная оценка стадий, лимитирующих процесс адсорбции из водных растворов. Существуют качественные и количественные методы разграничения лимитирующих стадий. Количественное разделение стадий основано на использовании данных о кинетических коэффициентах внешнего и внутреннего массопереноса. Методы определения этих коэффициентов были разработаны до сих пор только для бинарных систем, состоящих из растворителя и растворенного вещества. Более сложная задача — определение кинетических коэффициентов переноса многокомпонентных смесей, которому в настоящем сообщении уделено особое внимание. [c.135]

    Перемешивание частиц адсорбента в слое непрерывно действующего аппарата приводит к неоднородной их отработке. Математические модели кинетики адсорбции, учитывающие эту неоднородность, основаны на представлении о послойной отработке зерна адсорбента [54]. [c.482]

    Кинетика адсорбции из растворов. III. Влияние формы частиц адсорбента. [c.177]

    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]


    Теория Лэнгмюра рассматривала случаи адсорбции и катализа в мономолекулярном слое на однородных поверхностях, не учитывая детально взаимодействия между адсорбированными частицами. Эта теория, благодаря простоте и наглядности, пользовалась в свое время признанием и явилась значительным этапом в развитии теории катализа. Однако для активных адсорбентов и катализаторов она является недостаточной, так как в кинетике гетерогенных процессов встречаются сильные отклонения от уравнения изотермы адсорбции Лэнгмюра, которые казались необъяснимыми. Из возможных путей правильного направления теории катализа особо плодотворной [c.151]

    Массопередача в газовой хроматографии происходит путем диффузии 1) через газовый поток к пористым частицам носителя или адсорбента, 2) затем в неподвижном газе, который заполняет эти частицы, и наконец, 3) в жидкой фазе или путем адсорбции—десорбции на поверхности раздела газ — твердое тело. Как показано ниже, первостепенное значение имеет вклад диффузии в газовой фазе в кинетику массопередачи и, следовательно, в размывание зоны. Молекулярная диффузия играет главную роль как в радиальном, так и в осевом направлениях колонки. Во всех этих случаях основным параметром, который определяет кинетику, служит коэффициент диффузии. [c.119]

    Распределение пор по размерам в твердых пористых частицах играет важную роль для внутридиффузионной кинетики процессов. Для измерения функции распределения пор по размерам можно использовать адсорбционный метод, основой которого является гистерезис при капиллярной конденсации газов в порах адсорбента. Для обеспечения достаточной точности при снятии изотерм адсорбции измерение адсорбции ведется весовым методом с применением пружинных весов Мак-Бена. Этот метод целесообразно использовать для измерения пор с диаметром в пределах 15—200 А. Для измерения пор в интервале 30—30 ООО А капиллярно-конденсационный метод можно заменить методом вдавливания ртути в поры твердого тела. [c.350]

    Кинетика и термодинамика адсорбции. Напомним, что адсорбция газовой молекулы (Г) на поверхности твердого тела происходит на адсорбционных центрах (обозначим их через а). Десорбция адсорбированной молекулы освобождает такой центр. Суммарный процесс, называемый сорбцией, можно представить следующим образом Г + а ..............." Г—ст, где ст относится к свободным центрам поверхности адсорбента, Г—ст — это адсорбированная молекула (частица) или заполненный центр адсорбции. Будем далее рассматривать адсорбцию только в мономолекулярной слое, т. е. адсорбцию Лэнгмюра. Обозначим через к и к" константы скорости процессов адсорбции и десорбции, полагая, что адсорбция имеет первый порядок по отношению к газу Гик свободным центрам адсорбента ст так же как и десорбция протекает реакция первого порядка по отношению к адсорбированной молекуле (Г—ст). [c.292]

    Теми же авторами [34] проведено теоретическое исследование процесса адсорбции в непрерывном кипящем слое. Они впервые применили статистические методы к расчету времени пребывания адсорбента в слое. Аналитическое решение задачи получено путем совместного решения уравнения распределения частиц Т10 времени пребывания при идеальном их перемешивании и уравнения кинетики процесса. Данное решение позволяет оценить величину расхода адсорбента I, а также необходимое среднее время пребывания частиц в слое Тср=Усл/Ь, которое определяется экономическим балансом между стоимостью циркуляции адсорбента и затратами на преодоление гидравлического сопротивления. Недостатком предложенного метода расчета является невозможность непосредственного расчета рабочего объема слоя. Эта величина находится только путем последовательного приближения на основе предварительно задаваемых величин. [c.127]

    Заканчивая рассмотрение внутридиффузионной кинетики адсорбции, следует отметить, что так или иначе все работы, посвященные попыткам получения кинетических соотношений для частиц адсорбентов, основаны на предположении о проникновении целевого компонента внутрь частиц лишь за счет диффузии в неподвижной газовой фазе, заполняющей внутренний объем пор. Кроме того, всегда предполагается равновесие ме.жду количеством вещества, адсорбированного на стенке поры (и отнесенного к объему адсорбента), и концентрацией целевого компонента в газовой фазе, заполняющей объем поры. Процесс всегда полагается изо-термическр.м. [c.184]

    Важными являются свойства адсорбентов, используемых в газоадсорбционной хроматографии, определяющие кинетику адсорбции — десорбции (см. разд. Б.У1). Она зависит как от геометрической структуры частиц, так и от однородности поверхности. Адсорбенты можно было бы, кроме того, классифицировать по структуре их пор, которая определяет легкость, с которой молекулы могут достигать поверхности и диффундировать обратно в подвижную фазу вокруг частиц адсорбента [c.101]

    Пример 4.6. Процесс противоточной многосекцнонной адсорбции рассматривается при следующих исходных данных массовый расход газа Мс = = 1,04 кг/(м -с) Со = 5-10-2 кг/м и Ск = 0,01 кг/м радиус сферических частиц адсорбента R = 2 10 м концентрация насыщения адсорбента а = 250 кг/м коэффициент диффузии через насыщенный слой внутри частиц адсорбента )э = 2,3-)0 м /с плотность частиц рт = 1-10 кг/м порозность псевдоожиженного слоя е = 0,5 высота псевдоожиженных слоев одинакова и равна Я = 0,05 м. Кинетика адсорбции соответствует режиму послойной отработки частиц. [c.243]

    Применение уравнений кинетики адсорбции к расчету аппаратов-смесителей, в которых используются преимущественно порошкообразные или мелкодробленые активные угли, осложнено тем, что эти реальные адсорбенты представляют собой полидис-персную смесь, в которой размеры отдельных зерен могут раз-личатьо г э сколько раз и, следовательно, для- достижения одинаковое приближения к адсорбционному равновесию для разных зерен адсорбента нужно различное время, Таким образом, суммарная кинетическая кривая адсорбции зависит от соотношения количеств узких фракций зерен в полиДисперсной смеси. Радиус частицы в такой смеси следует рассматривать как случайную величину с определенной плотностью распределения. [c.210]

    Макрокинетика адсорбции из растворов в бипористой грануле характеризуется прежде всего двумя переменными Тй—То/Ог и Т — VЬl, где Ог — коэффициент диффузии в микропорах, а Й — коэффициент диффузии тех же молекул в транспортных порах гранулы, заполненных раствором. Если те> Г , то кинетика адсорбции лимитируется скоростью массоперенрса в )кикропо-ристых первичных частицах адсорбента и Д1->-оо если же 7 в >Тй то скорость адсорбции контролируется скоррСтыр внешне-диффузионного массопереноса из раствора к внешней поверхности гранулы" )2, схз. [c.215]

    Метод дифференциальной адсорбции, примененный с этой целью С. 3. Рогинским и Н. П. Кейер [228, 233], основан на следующих соображениях. На исследуемом адсорбенте последовательно адсорбируют сначала один изотоп, затем другой, например, На и В2- После этого производят постепенную десорбцию отдельными порциями и определяют изменение их изотопного состава. Если адсорбционная поверхность энергетически однородна, то на ней все адсорбированные атомы находятся в одинаковых условиях и поэтому все порции десорбируемого газа имеют одинаковый изотопный состав, равный среднему составу в адсорбционном слое. Тот же результат должна дать и адсорбция на неоднородной поверхности, если на ней адсорбированные частицы свободно мигрируют и постоянно обмениваются местами. Лишь изучение кинетики адсорбции позволяет в этом случае различить энергетическую неоднородность поверхности от свободной миграции частиц. Однако, если поверхность неоднородна и частицы не мигрируют на ней, то десорбируемые порции имеют переменный изотопный состав, зависящий от последовательности адсорбции обоих изотопов. [c.280]

    Основные разделы К. х. в ряде случаев можно рассматривать и как самостоятельные области физикохимической науки. К ним относятся 1) Молекулярнокинетические явления (броуновское движение, диффузия) в дисперсных системах, содержащих частицы больших размеров, аналогичные молекулам по своему участию в тепловом движепии. Сюда же относится дисперсионный анализ, гидродинамика дисперсных систем. 2) Поверхностные явления, включая теорию адсорбции и адсорбентов, изучение строения и свойств поверхпостных (адсорбционных) слоев, кинетики образования адсорбционных слоев, смачивания, поверхностно-химических процессов в диснерсных системах. [c.322]

    Применение принципа нсовдоожиженного слоя к адсорбции газообразных или растворенных веществ из потока позволяет использовать высокодисперсный адсорбент, поскольку потеря напора потока во взвешенном слое практически не зависит от дпснерсности частиц. С повышением дисперсности частиц в кипящем слое определяющую роль в кинетике адсорбции начинает играть скорость внешней диффузии адсорбата к поверхности адсорбента. Это открывает возможность интенсификации адсорбционного процесса путем использования гидродинамических факторов — интенсивности перемешивания частиц в слое, их концентрации, турбулентности потока, проходящего через слой адсорбента, и т. д. [c.105]

Смотреть страницы где упоминается термин Кинетика адсорбции частицей адсорбента: [c.325]    [c.139]    [c.215]    [c.322]    [c.9]    [c.283]   
Смотреть главы в:

Массообменные процессы химической технологии -> Кинетика адсорбции частицей адсорбента



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Адсорбция кинетика



© 2025 chem21.info Реклама на сайте