Сорбенты массопередача

Пример 14. Найти объемный коэффициент массопередачи для процесса очистки водорода от примеси метана адсорбцией активированным углем при давлении 1 МПа и температуре 25 °С. Сорбент характеризуется следующими свойствами раз- [c.66]

Пример 23. Найти объе.мный коэффициент массопередачи для процесса очистки водорода от примеси метана адсорбцией активным углем при давлении I МПа и те мпературе 25 С. Сорбент характеризуется следующими свойствами размер частиц 3 мм, средний радиус пор 30-10 м, насыпная плотность (1 ,,с= 450 кг/м, плотность частиц Рч =750 кг/м , плотность угля р, = 2000 кг/м . Фиктивная скорость газа в адсорборе 0,16 м/с средняя плотность и вязкость газа равны соответственно 0,826 кг/м и 0,9.10 Па.с. [c.146]

За поверхность массопередачи в процессах с твердой фазой принимают внешнюю поверхность частиц сорбента. Удельную поверхность контакта фаз рассчитывают по уравнению, аналогичному уравнению (П1.20) [c.65]

В этом случае внутренний коэффициент массоотдачи Р = Рп- Уравнение (111.87) справедливо для любой изотермы адсорбции. Если же внутреннее сопротивление зависит как от диффузии в порах, так и от диффузии в сорбенте или на его внутренней поверхности, то строгая связь между коэффициентами массоотдачи и массопередачи существует лишь для линейной изотермы адсорбции. Она выражается уравнением [25] [c.66]

НИИ аппарата цилиндрической формы определяются выбором фиктивной скорости газа или жидкости. Верхним пределом скорости является скорость начала псевдоожижения частиц сорбента. С увеличением скорости растет коэффициент массопередачи (до некоторого предела, определяемого скоростью, при которой внутреннее сопротивление становится лимитирующим), и увеличивается гидравлическое сопротивление. Оптимальная скорость движения среды в адсорбере обычно много ниже скорости начала псевдоожижения. Выбор ее основывается на техникоэкономических соображениях производится расчет процесса при нескольких значениях фиктивной скорости (см. пример 17) и выбирается то значение, при котором полные затраты на работу установки минимальны. [c.67]

Коэффициент массопередачи для данного сорбента при скорости газа 9 см/с рассчитан в примере 17 (незначительное увеличение плотности газа при большей концентрации метана малосущественно) Ку = 0,251 см/с. Следовательно, в соответствии с уравнением (111.104) кинетический коэффициент К равен [c.74]

Пример 1-2. Через трубу, заполненную зернами сорбента диаметром ( 3 (ж), пропускают со скоростью v (м]сек) поток адсорбирующегося вещества (сорбата). Кинематическая вязкость потока v (м ]сек), коэффициент молекулярной диффузии сорбата D (м сек). Установить зависимость коэффициента массопередачи р [м Км" сек) = м/сек] от этих величин. [c.17]

Определяя оптимальный размер диаметра зерна сорбента, необходимо учитывать следующие обстоятельства. При уменьшении диаметра зерна уменьшается сопротивление массопередаче. Поэтому влияние на размывание кинетических факторов становится менее [c.124]

В реальном процессе акт сорбции вещества, находящегося в газовой фазе, поверхностью неподвижной фазы состоит из двух стадий доставки вещества из объема газовой фазы к поверхности сорбента и проникновения вещества с поверхности внутрь сорбента. Первая стадия связана со скоростью диффузии вещества в газе и может быть названа стадией внешней диффузии. Вторая связана с диффузионной массопередачей внутри твердого или жидкого сорбента и называется внутренней диффузией. В зависимости от условий, решающей стадией может быть один из наиболее медленно [c.23]

Второй член связан с внешнедиффузионной массопередачей, т. е. со скоростью доставки вещества из объема к поверхности сорбента и обратно. Этот член зависит от скорости потока газа и при достаточной ее величине может оказывать существенное размывающее действие. В отличие от первого члена коэффициент молекулярной диффузии оказывает обратное действие, т. е. с его ростом размывание уменьшается. [c.30]

В силикагелях—материалах, доступных как образцу, так и противоиону, быстро устанавливается массопередача, что приводит к высокой эффективности колонки. Силикагели с привитыми группами делятся на микро- и макропористые в зависимости от диаметра внутренних пор. Микропористые материалы, имеющие небольшие по диаметру поры, позволяют молекулам растворителя, например воды, а также небольших ионов проникать в полимерную матрицу и задерживают большие молекулы. Большинство полимерных ионообменных силикагелей имеют микроструктуру. Полимерные смолы макропористого типа зачастую используют в жидкостной хроматографии низкого давления. Макропористые силикагели с привитыми ионообменными группами стали применять при разделении больших молекул, например белков. Однако устойчивость сорбента невелика из-за растворения его в водной подвижной фазе. Информация об ионообменниках привитых к силикагелю содержится в приложении 1.3. [c.111]

Значения высоты зоны массопередачи, коэффициента защитного действия, динамической активности сорбента от различных параметров, полученные на основании проведенных опытов, представлены в табл. 3, из которой видно, что существенное влияние на кинетику сорбции растворенного вещества оказывает пористая структура угля, зернение сорбента и скорость фильтрации. [c.486]

Увеличение обгара угля вызывает развитие пор, доступных макромолекулам растворенного вещества, способствуя увеличению удельной поверхности и как результат этого — уменьшению высоты зоны массопередачи, увеличению коэффициента защитного действия и динамической активности сорбента. [c.486]

Изменение ВЭТТ с увеличением количества неподвижной жидкой фазы на полимерных сорбентах носит сложный характер (рис. 13), что связано с комплексным характером процессов взаимодействия сорбат—модифицированный сорбент, определяющих газохроматографическое разделение на модифицированных сорбентах [62, 66]. На полимерном сорбенте, модифицированном неподвижными жидкими фазами (газо-жидкостной вариант), к таким факторам, как молекулярная и вихревая диффузия и массообмен в газовой фазе, определяющим размывание хроматографических полос, добавляется сопротивление массопередачи в жидкой фазе, неравномерность пленки фазы, адсорбция на границах раздела газ—жидкая фаза и жидкая фаза — твердый носитель. [c.77]

Кинетика массопередачи в подвижной фазе. Этот процесс также определяется диффузией молекул в подвижной фазе, т. е. между частицами сорбента. Длина диффузионного пробега пропорциональна диаметру частиц сорбента, и весь процесс можно рассматривать как протекающий параллельно с размыванием из-за неоднородности потока. Соответствующий вклад в ВЭТТ [c.24]

Анализ уравнений (1.11) — (1.22) позволяет выявить влияние некоторых факторов. на эффективность колонок. Так, из (1.11) ясно,1 0 для снижения Я необходимо использовать частицы сорбента меньщего ра,змер.а. Кроме того, в члены, описывающие соиротивление массопередаче, размер частиц входит во второй степени, так что целесообразность уменьшения йг для снижения величины Н не вызывает сомнений. К сожалению, использовать этот путь повышения эффективности можно лишь до определенного предела, который диктуется техническими соображениями. Перепад давления в колонке связан с другими параметрами процесса следующим соотношением [c.25]

Важным параметром, сильно влияющим на размывание, является диаметр зерна сорбента с его уменьшением уменьшаются члены уравнения Ван-Деемтера, обусловленные вихревой диффузией и внешней массопередачей. Влияние зернения сорбента на внешнюю массопередачу понять нетрудно с уменьшением зерен уменьшаются и зазоры между ними, т. е. сокращается путь диффузии сорбата из потока, текущего в этих зазорах, к поверхности зерен. Что касается вихревой диффузии, то с уменьшением диаметра зерна уменьшается длина случайного скачка и увеличивается во столько же раз число скачков, что в совокупности должно уменьшать а Если бы удалось раздробить зерна до размера, равного длине свободного пробега молекул, то зерна перестали бы существовать и вихревая диффузия исчезла бы. [c.69]

Вследствие того, что нанесенная таким образом пленка близка к монослой ному покрытию, скорости массопередачи велики и использование таких сорбентов позволяет проводить высокоскоростной хроматографический анализ. Термическая стабильность этих сорбентов на 80—90 °С превышает термостабильность самих неподвижных фаз. Во избежание окисления следует очищать газ-носитель от следов кислорода. Механизм разделения на сорбентах с привитыми фазами Достаточно сложен и определяется преимущественно процессами адсорбции. [c.112]

Учет продольного перемешивания. Уравнение (II 1.79), лежащее в основе расчета профилей концентраций и выходных кривых, справедливо для течения разделяемой среды через слой сорбента в режиме идеального вытеснения при отсутствии продольной диффузии. Отклонения от этого режима, обусловленные неравномерным распределением скоростей, существованием обратных потоков, наличием продольной диффузии, при расчете адсорберов обычно учитываются введением поправки в коэффициент массопередачи. Поправка вводится в виде дополнительного диффузионного сопротивления 1/Рпрод-Коэффициент массопередачи с учетом продольного [c.67]

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]

Поверхностнослойные сорбенты начали применять в последнее десятилетие. Так называются сорбенты, активное вещество которых равномерно распределяется лишь на внешней поверхности носителя. Активным веществом может быть как твердый, так и жидкий сорбент. Благодаря тонкому и легко доступному слою сорбента сопротивление массопередаче в поверхностнослойных сорбентах уменьшается и, следовательно, сокращается время пребывания в сорбционном слое. Это приводит к увеличению эффективности колонки и уменьшению ВЭТТ. [c.58]

Согласно этой теории причина размывания хроматографических полос обусловлена диффузией в газе и порах сорбента, а также массообменом между газом и неподвижной фазой. Сама диффузия имеет сложный характер. В реальной хроматографической колонке могут происходить следующие виды диффузии а) молекулярная диффузия, обусловленная тепловым движением молекул б) вихревая диффузия, вызываемая завихрением газа вокруг зерен насадки в) недостаточная скорость массопередачи из газовой фазы к поверхности неподвижной жидкости (в ГЖХ) или к поверхности твердого адсорбента (в ГАХ), обусловленное внешней диффузией, или замедленной внешнеди( узионной массопередачей недостаточная скорость миграции молекул адсорбированного вещества с поверхности неподвижной фазы внутрь неподвижной фазы, обусловленное замедленной внутренней диффузией или замедленной внутридиффузионной массопередачей. Последние два вида диффузии направлены поперек [c.52]

Уравнения (П1.60), (П1.61), (П1.62), (П1.63) предложены Жуховицким и Туркельтаубом. Они показали, что в случае сильно сорбирующихся веществ и сильно сорбирующих сорбентов Л <Дв у р и Р1 < Э 2 Кроме того, Г или К в этом случае очень велик, поэтому в хроматографической колонке контролирующим процессом в размывании фронта хроматографической полосы является процесс внешнеди( узионной массопередачи, поскольку он протекает наиболее медленно. В зависимости от соотношения Рх и Р2 можно сделать заключение, какой из процессов массопередачи играет преобладающую роль в размывании хроматографических полос. Это очень важно знать, так как от процесса размывания зависит и процесс разделения. Согласно (И 1.59) Рх зависит от скорости потока, а Ра не зависит. [c.60]

Согласно теории эффективной диффузии размывание хроматографической полосы обусловлено протекающей с конечной скоростью диффузией в газе и порах сорбента, а также массообмепом между газом и НФ. Диффузия имеет сложный характер. В реальной хроматографической колонке могут происходить следующие виды диффузии молекулярная — обусловленная тепловым движением молекул вихревая — вызываемая завихрением газа вокруг зерен асадки массопередача из газовой фазы к жидкой, обусловленная внешней диффузией или замедленной внешнедиффузионной мас-сопередачей миграция молекул адсорбированного вещества с поверхности НФ внутрь НФ, обусловленная замедлеппой внутренней диффузией, или замедленной внутридиффузионной массопередачей. [c.337]

Ион-парная хроматография давно находила применение в жидкостной хроматографии и экстракции для извлечения лекарств и их метаболитов из биологических жидкостей в органическую фазу. Как самостоятельный раздел ВЭЖХ ион-парная хроматография, называвшаяся также экстракционной, парно-ионной, хроматографией с использованием ПАВ, хроматографией с жидким ионообменником, стала развиваться с середины 70-х годов. Метод занимает промежуточное положение между ионообменной хроматографией и адсорбционной, распределительной или обращенно-фазной. Недостатки ионообменных материалов, а именно невоспроизводимость от партии к партии, меньшая активность и стабильность по сравнению с другими сорбентами и небольшой выбор наполнительного материала, исключающий изменение селективности за счет сорбента, привел к некоторому ограничению применения ионообменной хроматографии. В ион-парной хроматографии большинство этих недостатков можно преодолеть. Метод ион-парной хроматографии характеризуется универсальностью и обладает преимуществом по сравнению с классической ионообменной хроматографией, в котором активные центры фиксированы. Вследствие более быстрой массопередачи в ион-парной системе хроматографическое разделение более эффективно, чем на ионообменнике с фиксированными и активными зонами. [c.74]

Динамика сорбции исследовалась методом измерения выходных кривых в относительных единицах цветности с/сд, при этом с р = 0,1 Сд условно считалась соответствующей моменту проскока, а Ср = 0,9 — моменту наступления равновесия. По выходным кривым рассчитывались высота зоны массопередачи ( 01 обычно в см), коэффициент защитного действия (/с, мин/см) и динамическая активность сорбента (Яд, мг/см ). В ходе опытов изменяли исходную цветность и pH сточной воды, скорость подачи жидкости в колонку, обгар угля. Коэффициент защитного действия вычисляли из выходных кривых по выранчеппю [c.486]

В фаницах задачи получения глубскоочищенных жидких парафинов с содержанием примеси ароматических углеводородов не более 0.01 % масс, бьши детально изучены особенности кинетики жидкофазной адсорбции углеводородов н-гексана и н-гептана из растворов в бензоле цеолитами СаА, сорбция бензола, толуола, параксилола и изопропил-бензола цеолитами NaX и сорбция бензола из растворов в н-гептане, н-гептене, циклогексане, изооктане и тридекане цеолитами NaX в диапазоне концентраций адсорбируемого компонента в растворе 2-70 % об. при температурах 5-60 С. Расчетный анализ кинетики сорбции свидетельствует, что для рассмотренных систем адсорбционный процесс характеризуется близкими значениями диффузионного сопротивления в кристаллах сорбента и транспортных порах. Зависимость эффективных коэффициентов диффузии адсорбируемых компонентов в цеолитах от времени контакта раствора t с сорбентом при сорбции из растворов носит специфический экстремальный характер (рис. 1) на начальной стадии процесса, не свойственный, например, сорбции из паров, и объясняемый фактической трехфазностью исследуемых систем. Выявлена аномальность сорбции из растворов при повыщенных температурах вместо падения активности цеолитов наблюдался ее рост с одновременным ростом общего объемного коэффициента массопередачи, который может быть рассчитан как величина, обратная первому статистическому моменту кинетической кривой, интерпретируемой как функция отклика адсорбента на ввод в систему навески разделяемого сырья. [c.22]

Рис. 2. Зависимость полной активности йе (1), проскоковой активности аь (2) и длины зоны массопередачи Lq (3) цеолита NaX от температуры t деароматизации парафинов Основной недостаток цеолитов - низкая механическая прочность -может быть преодолен при пропитке гранул цеолита раствором полиме-тилфенилсилоксановой смолы в толуоле с последуюшей сушкой сорбента. Замена крошки АСК в процессе деароматизацин жидких парафинов позволит в 50 раз увеличить глубину очистки (с 0.5 до 0.01 % масс.), увеличить производительность установки по сырью или снизить кратность циркуляции адсорбента в 10-15 раз, снизить энергозатраты в 6-7 раз, полностью или частично исключить циркуляцию растворителя.

При оценке внутреннего сопротивления массопереносу с помощью коэффициентов массоотдачн суммарная скорость массопередачи может характеризоваться коэффициентами массопередачи Ку или Кх, выраженными соответственно по внешней фазе или по фазе сорбента. Эти коэффициенты определяются уравнениями [c.146]

Если же внутреннее сопротивление зависит как от диффузии в порах, так и от диффузии в сорбенте или на его внутренней поверхности, то строгая связь между коэффициентами массоотдачи и массопередачи существует лищь для линейной изотермы адсорбции и выражается уравнением [8] [c.146]

Сорбенты, используемые в ВЭЖХ, характеризуются высокой скоростью массопередачи, что позволяет работать при больших линейных скоростях потока подвижной фазы без снижения эффективности разделения. Это, однако, достигается главным образом за счет уменьшения размера частиц сорбента. Поэтому потенциально высокая скорость процесса разделения может быть реализована лишь в том случае, если подвижная фаза подается в колонку под достаточно высоким давлением. [c.181]

При малых др и при больших путях, проходимых фронто.м растворителя, величина Н определяется диффузией молекул. Если слой сорбента состоит из крупных частиц, величина Н обусловлена плотностью структуры слоя (до 2г 10 см). При малых диаметрах частиц вклад члена С (характеризующего массопередачу) пренебрежимо мал (рис. 42, 43). [c.130]

Рнс. 50. Идеальные результаты разделений на тонкослойных пластинках. Пятна по виду напо.мпнают бусы и характеризуются равными разделительными числами 2г - 20. Данные получены на слоях сорбентов с разным размером частиц м прн разных длинах разделяющих участков. При использовании мелкозернистых сорбентов (с са.мым малым размером частиц) размывание пятен обусловлено в основном диффузией молекул. При работе с крупнозернистыми сорбентами преобладающее возда 5ствие оказывают вихревая диффузия и сопротивление массопередаче 1,. - длительность элюирования (секунды). [c.143]