Равновесная и динамическая адсорбция

Динамические характеристики процесса адсорбции паров бензола и хлорэтила из потоков осушенного воздуха показывают, что с увеличением степени активирования закономерно возрастает время защитного действия слоя адсорбента по бензолу, одновременно растут динамическая Ац и равновесная динамическая Ар адсорбционные емкости, а также степень использования равновесной динамической адсорбционной емкости (табл. 10.50, 10.51). [c.583]

Совершенно неоправданно игнорируется исследование динамической активности силикагелей и прежде всего по парам воды. Даже ГОСТом на силикагель такая оценка не предусмотрена. Как правило, ограничиваются оценкой адсорбционных свойств по изотермам адсорбции или значениям равновесных величин адсорбции по парам воды (в ГОСТе). Между тем такая оценка недостаточна, так как не позволяет обоснованно выбрать марку силикагеля для его эффективного использования при различных реальных условиях. [c.199]

Газохроматографические измерения на напористых адсорбентах [27, 40] и даже на кристаллических тонкопористых (например, на цеолитах) [55] при соблюдении необходимых предосторожностей и оптимизации динамических и кинетических факторов работы колонны позволяют получить значения константы Генри, близкие к находимым путем экстраполяции равновесных изотерм адсорбции, определенных статическими методами [166, 167]. Значительным преимуществом элюционного газохроматографического метода является возможность исследования изотермы адсорбции при малых заполнениях поверхности благодаря высокой чувствительности детекторов. Методом фронтальной газовой хроматографии, например с последующей тепловой десорбцией при регулировании концентрации адсорбата в газовой фазе с помощью термостатирования жидкого адсорбата, насыщающего газ-носитель, можно объединить преимущество статического метода (заведомое достижение равновесия) с высокой чувствительностью хроматографического детектирования [161]. Элюционный метод удобнее использовать при более высоких температурах, а метод тепловой десорбции — при обычных и более низких. [c.67]

РАВНОВЕСНАЯ И ДИНАМИЧЕСКАЯ АДСОРБЦИЯ [c.58]

Рассматриваются результаты исследования равновесной и динамической адсорбции влаги из масел ХФ 12-18, ХФ 22С-16 и трансформаторного цеолитами [c.275]

Реальные адсорбционные процессы обычно осуществляются в динамических условиях. По теории, динамическая активность слоя активного угля прямо пропорциональна статической активности, т. е. равновесной величине адсорбции для единицы объема слоя адсорбента. Кинетические и аэродинамические факторы определяют только степень использования статической активности слоя адсорбента в динамических условиях, обычно составляющую 0.7—0.8. В связи с этим определяющее значение для качества активных углей приобретают ран- [c.4]

На рис. 37 приведены кривые распределения пор по размерам в объеме гранул различной величины у алюмосиликатного шарикового катализатора крекинга с равновесной активностью. Кривые построены по данным измерений динамическим методом адсорбции паров бензола. [c.98]

Приведенные на рис. 166 значения равновесной влагоемкости Яр в динамических условиях меньше аналогичных значений для системы воздух—адсорбент . Это объясняется тем, что данные рис. 166 относятся к осушке природных газов и учитывают конкурирующее влияние присутствующих в газе углеводородов па адсорбцию паров воды. Эти данные получены па действующей установке после некоторого периода нормальной эксплуатации ее. Таким образом, кривые рис. 166 учитывают также естественное падение влагоемкости адсорбентов в процессе их эксплуатации в спстеме установки осушки газа. [c.248]

В динамических методах, когда работают с новообразованными поверхностями, равновесие не всегда успевает установиться. По этой причине динамические методы, которые во многих случаях быстрее и удобнее статических, не всегда дают равновесные значения поверхностного натяжения. Иногда измерение динамических неравновесных значений поверхностного натяжения представляет самостоятельный интерес, в частности при исследовании кинетики адсорбции. [c.116]

Адсорбцией в статических условиях называется процесс, протекающий на адсорбенте при добавлении к определенному количеству воды определенного количества адсорбента. При адсорбции в статических условиях концентрация растворенного вещества снижается до равновесной. При динамических условиях в воде, проходящей через слои адсорбента, концентрация растворенного вещества постепенно снижается. Если фильтрующая загрузка высока, то можно практически целиком удалить из воды загрязняющее вещество. Если адсорбирующее вещество является малоценным и стоимость адсорбента невысока (опилки, торф, щлак и т. д.), то после очистки адсорбент выбрасывается в.месте с адсорбированным веществом. Если загрязняющее вещество и адсорбент представляют собой определенную ценность, то адсорбент подвергается регенерации непосредственной отгонкой адсорбированного вещества, экстракцией его каким-либо растворителем или переведением адсорбированного вещества в плохо адсорбируемое производное. Часто регенерировать адсорбент полностью не удается, так как ои вступает в химические реакции с адсорбируемым веществом. [c.230]

Адсорбцией называют изменение концентрации вещества на границе раздела фаз. Адсорбция происходит на любых межфазовых поверхностях, и адсорбироваться могут любые вещества. Адсорбционное равновесие, т. е, равновесное распределение вещества между пограничным слоем и граничащими фазами, является динамическим равновесием и быстро устанавливается. Адсорбция уменьшается с повышением температуры. [c.299]

Полимолекулярная адсорбция. Большинство изотерм адсорбции имеет форму, отличную от изотерм, подчиняющихся уравнению Ленгмюра. Одна из реальных изотерм показана на рис. 26 (ио оси абсцисс откладываем отношение равновесного давления газа к давлению насыщенного пара адсорбата). Для объяснения таких изотерм С. Брунауэр, П. Эммет и Дж. Теллер предложили теорию, согласно которой принимается, что молекулы из газовой фазы могут адсорбироваться поверх уже адсорбированных молекул. В этой теории была сохранена гипотеза Ленгмюра о динамическом характере [c.63]

Метод газовой хроматографии динамический, поэтому получаемые этим методом характеристики адсорбции могут отличаться от равновесных термодинамических характеристик. Однако, заполняя хроматографическую колонну или ее стенки однородными частицами оптимальных размеров непористых или достаточно (по отношению к изучаемым молекулам) широкопористых инертных адсорбентов, выбирая оптимальную скорость потока практи- [c.134]

Физическая адсорбция является процессом обратимым. Адсорбированные молекулы, совершая колебательные движения, могут отрываться от поверхности адсорбента и переходить в другую фазу. Такой процесс называют десорбцией. По мере протекания процесса скорость адсорбции уменьшается, а скорость десорбции растет, пока эти скорости не уравняются между собой. С этого момента в системе устанавливается динамическое равновесие между молекулами адсорбтива, находящимися на поверхности и в объеме такое равновесие называется адсорбционным равновесием. Концентрация адсорбтива в объеме или соответствующее ей давление, отвечающее состоянию равновесия, называется равновесной концентрацией или соответственно равновесным давлением. [c.284]

Мы рассматривали до сих пор явление адсорбции, как равновесное состояние, на базе термостатических и электростатических представлений. Обратимся теперь к динамике адсорбционного процесса динамический подход, предложенный Лэнгмюром развивается в работах де Бура [9]. [c.129]

Расчетное определение изменения концентраций в газовом потоке и слое твердого адсорбента, в котором протекает процесс адсорбции в динамической системе, представляет исключительно большие математические трудности, которые для общего случая до сего времени полностью не преодолены [1—3, 15, 18, 20, 23]. Хоуген и Маршалл [19] разработали метод решения такой задачи для частного случая изотермической адсорбции из разбавленного раствора при линейной зависимости между равновесным количеством адсорбированного компонента и концентрацией адсорбата в растворе. Хотя в общем случае ата зависимость отклоняется от линейной, при многих важных для промышленности адсорбционных процессах кривая равновесной адсорбции в представляющем практический интерес интервале может с достаточной точностью изображаться прямой линией. [c.31]

Процесс осушки природного газа высокого давления при помощи стационарного слоя твердого осушителя сравнительно точно описывается теорией адсорбции Хоугена — Маршалла [19]. В этом случае протекает изотермическая адсорбция одиночного компонента из разбавленного раствора или смеси, причем влагосодержание поступающего газа остается постоянным на протяжении всего периода работы. В начале процесса осушки содержание влаги в слое осушителя практически равно нулю и газ проходит с постоянной скоростью через осушительную колонну постоянного сечения. При этих обычных для установок осушки природного газа условиях и выполнении двух дополнительных условий а) равновесное влагосодержание газа прямо пропорционально равновесному содержанию воды в твердом осушителе и б) скорость адсорбции лимитируется диффузией водяного пара через газовую пленку, а не градиентом концентрации воды в зерне твердого осушителя, процесс осушки природного газа с достаточной точностью следует теории Хоугена — Маршалла. Применение этой теории позволяет определить количественные показатели динамической системы осушки, па основании которых можно точно и быстро рассчитать процесс и эксплуатационные характеристики установки осушки природного газа. [c.33]

Адсорбция углеводородов из потоков природного газа в динамических системах резко отличается от условий равновесной адсорбции, представленных на рис. 10 и 11. С повышением требуемой полноты извлечения адсорбируемых компонентов допускаемая степень насыщения слоя уменьшается. [c.42]

На катодной старой поверхности берегов трещины устанавливается равновесная поверхностная концентрация атомов водорода hi характеризующаяся определенной адсорбционной степенью заполнения. Удаление атомов водорода с данной поверхности пойдет тремя путями десорбцией в атмосферу (преимущественно рекомбинацией), абсорбцией водорода в металл и поверхностной диффузией в сторону СОП. Первый процесс характеризуется константой скорости К, второй и третий - константами скорости /С" и А" " Соответственно. Это равновесие носит динамический характер и определяется равенством скоростей адсорбции водорода и его удаления с поверхности. Тогда константа динамического равновесия Кр определится уравнением [c.84]

Адсорбцию газов и паров твердыми телами исследуют статическими и динамическими методами. В статических методах адсорбент помещают в атмосферу газа или пара и после установления равновесия измеряют равновесные давления, температуру и количество поглощенного адсорбтива. Измерения адсорбционной способности производят или по привесу адсорбента (весовой метод), или по разности количества адсорбтива, введенного в измерительную ячейку и оставшегося в равновесной газовой фазе после контакта с адсорбентом (объемный метод). Статические методы применяются обычно при изучении адсорбции индивидуальных газов или паров с использованием вакуумной техники. Путем вакуумирования и нагрева адсорбент освобождают от ранее адсорбированных веществ. [c.38]

Повышение температуры при разделении ассоциированных систем приводит к улучшению не только равновесной, но и кинетической характеристики процесса. Перестройка молекул в растворах, разрушение ассоциатов воды и растворителя при повышенных температурах приводит к ускорению адсорбции, в связи с чем в динамическом опыте выходная кривая становится более крутой, высота работающего слоя уменьшается, а время до проскока и динамическая активность увеличиваются (рис. 6,5). Улучшению кинетики способствует уменьшение вязкости раствора. Так, в системе диэтиленгликоль — вода при повышении температуры с 25 до 75 °С вязкость раствора уменьшается примерно в 6 раз, а коэффициент диффузии воды в растворителе значительно увеличивается- [c.166]

В течение длительного времени с 1966 по 1983 г. группой ученых из БашНИПИнефти выполнялись исследования по определению адсорбции на песчаниках Арланского месторождения. Результаты многолетних поисковых исследований представляют научный интерес. Установлено, что изотермы адсорбции НПАВ ОП-10 на естественных песчаниках качественно подобны изотермам равновесной адсорбции на дезагрегированных материалах. Замечено, что значения предельной адсорбции ПАВ сильно зависят от гранулометрического состава пород, определяющего, очевидно, их эффективную удельную поверхность. Данные об адсорбции ОП-10, полученные на естественных песчаниках, свидетельствуют о том, что по мере снижения проницаемости песчаников значительно возрастает динамическая адсорбция для песчаников различных типов при практически одинаковых порометрических характеристиках. Причем адсорбция НПАВ возрастает в следующей последовательности песчаники девона < песчаники угленосной свиты < полимиктовые песчаники. Так, адсорбция на естественных песчаниках девона составляет в среднем 0,5—1,0 мг/г, на песчаниках нижнего карбона — около 1 мг/г, на полимиктовых породах — 2—3 мг/г [84, 78, 69 и др.]. [c.75]

У адсорбентов с обгаром 30 % (АПСФ-3) (табл. 10.57) величина равновесной динамической адсорбционной емкости по парам бензола и степень использования слоя выше, чем у промышленных углей. Время защитного действия хлорэтила в газообразном состоянии также выше, чем у промышленных углей. Адсорбенты имеют достаточно высокие значения удельных объемов всех исследуемых газов (табл. 10.58). В интервале температур от 25 до 100 °С на полученных углеродных адсорбентах достигается полное отделение воздуха от СО2, СО, СН4, причем самыми высокими значениями критериев разделения характеризуются смеси воздуха с СО2 и Хе. Являясь функцией селективности адсорбента и кинетики адсорбции, величина критерия разделения К] изменяется в зависимости от степени активирования, и эти изменения носят экстремальный характер. [c.587]

Хроматографические измерения на силикагеле были выполнены для этана, пропана и н-бутана при 50° С и атмосферном давлении. Концентрация углеводорода была столь низка, что было оправдано допущение о линейности изотермы адсорбции. Значения коэффициента Генри, полученного из хроматографических данных, сравнивались с аналогичными величинами, измеренными по методу динамической адсорбции. Адсорбционные измерения были проведены на силикагеле с радиусами частиц Л = 0,04 мм для хроматографических экспериментов были использованы фракции с Д = 0,5 0,39 и 0,11 мм. Измерения равновесной адсорбции проводили следующим образом. Смесь гелия с углеводородом пропускали через слой частиц силикагеля, пока не устанавливалось адсорбционное равновесие. Затем слой нагревали до 200° С и десорбирующийся газ вымывали гелием, проходящим через кондуктометрическую ячейку. Количество десорбирующегося газа определяли сравнением площадей под десорбционной кривой и площадей калиброванных пиков. ] [c.176]

Установлено, что при определенном режиме динамической адсорбции смеси к-На— D2 на цеолитах, стимулирующих орто— пара-конверсию изотопов водорода, адсорбционную систему можно обогатить максимальными концентрациями Л-Н2 и o-Dg, равными их равновесным орто—пара-содержаниям в водороде (e-Hj) и Dg e-Dg) для соответствующих температур эксперимента. Исследования показали, что адсорбционное равновесие смеси е-На—e-D2 на цеолитах (при неизменном орто—паре-составе Dg) характеризуется наибольшими величинами коэффициентов разделения. [c.101]

Эта реакция характерна для водородного электрода. Равновесию между ионами НзО (при а+=1) и мoлeкyляpны газообразным водородом (р=1 атм) соответствует вполне определенный потенциал, условно принимаемый равным нулю. При этом потенциале имеется равновесие динамического характера, т. е. на границе электрод — раствор одновременно протекают как процесс разряда ионов гидроксония, так и процесс ионизации адсорбированного водорода, а на границе электрод газ — процессы адсорбции и десорбции водорода. При этом скорссти про-тизоположных процессов равны. Если поляризовать водородный электрод катодно, т. е. подводить к нему з ектроны, то равновесие нарушится и преимущественно будет происходить разряд ионов гидроксония. Отсюда ясно, что разряд ионов гид )оксония и выделение молекулярного водорода будут наблюдаться лишь по достижении равновесного потенциала водородного электрода, соответствующего активности иока гидроксония в растворе и давлению выделяющегося Нг, (при отсутствии перенапряжения). Этим и определяется предельное значение пол5 ризации катода при электролизе с выделением водорода. [c.613]

Адсорбция сопровождается выделением тепла. Теплота адсорбции при расчете на 1 з адсорбента приблизительно пропорциональна величине адсорбции, поэтому она может служить относительной мерой адсорбционной способности пористых адсорбентов. Так как адсорбция есть поверхностное явление, то чем больше общая поверхность адсорбента, тем больше молекул он может поглотить. Поэтому порпстые и порошкообразные адсорбенты обладают большой адсорбционной (поглотительной) способностью. Адсорбционная характеристика пористых адсорбентов выражается равновесной статической п динамической активностью. Равновесная статическая активность — это число молекул вещества, поглощенных адсорбентом при наступлении адсорбционного равновесия она характеризует обычно процессы периодической адсорбции. Динамическая активность — число молекул, поглощенных поверхностью адсорбента при движении вещества через слой адсорбента она характеризует процессы непрерывной адсорбции. [c.24]

На рис. 168 показана равновесная адсорбционная емкость силикагеля по различным углеводородам при адсорбции канодого из них из двухкомпонентной смеси, вторым компонентом которой является метан. Из рис. 168 видно, что динамическая равновесная емкость мало отличается от статической, т. е. в данном случае на величине емкости силикагеля мало сказывается влияние потока метана. [c.258]

Основная задача изотермической динамики адсорбции в неподвижном слое адсорбента была сформулирована академиком М. М. Дубининым [6] и заключается в предвычисленин основных функций процесса динамики адсорбции (L, t) и a(L, t) на основе знания уравнения изотермы адсорбции и основных коэффициентов уравнения кинетики. Задача определения параметров изотермы ТОЗМ и эффективных коэффициентов внутренней диффузии на основе минимального экспериментального материала решена нами в предыдущих разделах. Здесь рассмотрим математическую модель однокомпонентной изотермической динамики адсорбции в неподвижном слое зерен адсорбента для реальных сорбционных процессов. Вообще, как и при моделировании любых физических процессов, в динамике адсорбции принято использовать модели различной сложности в зависимости от поставленной цели. Цель нашей работы — получение аналитических решений системы уравнений, описывающих реальный динамический процесс в системе адсорбируемое вещество — адсорбент как в линейной, так и нелинейной области изотермы с учетом различных размывающих эффектов. Аналитические решения позволят сравнительно легко проанализировать зависимость процесса от основных физико-химических параметров, определяющих равновесные и кинетические свойства системы, а также переходные функции процесса. Математическая модель однокомпонентной динамики адсорбции в неподвижном слое зерен адсорбента включает следующие основные уравнения. [c.58]

Так как изотерма адсорбции резко выпуклая, то для нахождения равновесных и кинетических констант адсорбции N204 ч= 2Ы02 на порелите по одной динамической выходной кривой применим предложенный нами [c.80]

В статье приведены данные о влиянии температуры паровой обработки цеолитов МдЛ и СаА на их динамическую адсорбционную способность по н-додекану. Показано, что наибольшее дезактивирующее действие водяные пары оказывают на цеолиты в интервалах Н0-250°С и выше 400°С. Отмечено, что под действием водяных паров происходит сникение скорости адсорбции н-додекана исследованными цеолитами, в то время как их равновесная адсорбционная способность изменяется в значительно меньшей степени. На основе дериватографических исследований десорбции аммиака из цеолитовМдА и СаА предлокен механизм дезактивации цеолитов водяными парами. Идл.З, библ.8. [c.146]

Наоборот, если поверхность уменьшается, то локальное натяженпе понижается по сравнению с равновесным, так как требуется определенное время для десорбцпи и диффузии ПАВ. Это различие между динамическим и статическим натяжениями известно как эффект Марангони. Была предпринята попытка количественного обоснования этого эффекта на основе уравнения Шишковского (1908). Эта проблема трудна из-за сложностей конвективного переноса, потенциальных энергетических барьеров адсорбции и стерических ограничений к проникновению молекул в адсорбционный слой, уже частично занятый молекулами ПАВ. Качественно ясно, что этот эффект является наибольшим в системах с очень разбавленными растворами высоко поверхпосгно-активных соединений, включающих высоко-мо.текулярные поверхностно-активные вещества. [c.86]

К динамическим относятся методы, в которых адсорбция газа или пара исследуется при пропускании его в смеси с неадсор-бирующимся газом-носителем (воздух, азот и др.) через слой адсорбента. В простейшем варианте этого метода равновесную адсорбцию определяют по изменению массы адсорбента после его полного насыщения, т. е. после того как концентрация адсорб-тпва на выходе из слоя адсорбента становится равной его концентрации на входе в слой. [c.47]

Рассмотрим сопоставление хроматографических (т. е. динамических) и статических (равновесных) определений изотерм адсорбции на силанизированной, т. е. неполярной, поверхности силикагеля из водно-этанольных (т. е. полярных) растворов нелетучего компонента— сердечного гликозида цимарина [c.263]

После того как реагент выдержал испытания в опытах по адсорбции в статических усповиях и при необходимости проведения исследований по адсорбции этого реагента в динамических условиях, можно воспользоваться методом, значительно упрощающим процедуру получения изотермы равновесной адсорбции. Исследования [66] показали, что изотермы равновесной адсорбции, полученные в статических и динамических условиях, подобны и близки по виду к изотерме мономолекулярной адсорбции Лангмюра. [c.125]

С учетом этих положений была предпринята попытка уменьшить адсорбцию ПАВ, изменив значение pH насыщающей пористую среду перед закачкой в пласт композиционной системы на основе ПАВ. Проведены опыты [54] по изучению адсорбции чистого 4-додецилбензолсульфоната натрия (4-ВВ8Ма) на каолине, отобранном в провинции Шаранты. Константы равновесной адсорбции определялись при температуре 30 °С и солености 10 г/л МаС1 в статических и динамических условиях при различных pH. При нейтральном и щелочном pH, когда адсорбция практически обратима, она возрастает параллельно с ростом концентрации ПАВ, затем скорость прироста адсорбции замедляется, достигает максимума, после чего начинает снижаться при концентрациях ПАВ, превышающих 10 г/л. При кислой реакции среды адсорбция в начальный период имеет более высокое значение, чем в предыдущем случае, ввиду заметного увеличения числа активных положительных центров в кристаллах каолинита. [c.88]

Отложение элементарной серы в порах активного угля приводит к снижению предельного адсорбционного объема, равновесной и динамической активности. При этом увеличивается структурная константа 5, что указывает на уменьшение числа микропор, доступных для адсорбируемых молекул. Результаты исследования структурных констант активного угля APT и его кинетических характеристик приведены в табл. 14-3. Изменение формы изотерм в процессе его осерне-ния приводит к увеличению числа единиц переноса и, как следствие этого, к возрастанию длины зоны массообмена. Теплота адсорбции сероуглерода газовыми и рекунерационными углями в среднем составляет 31,5 кДж/моль. [c.284]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология