Адсорбция неизотермическая

Инженерный кинетический расчет адсорбционной аппаратуры различного типа с учетом рассмотренных положений должен отражать влияние на адсорбционные процессы (изотермические и неизотермические) основного физического процесса — диффузии в зерне адсорбента. Один из вариантов инженерного метода расчета кинетики адсорбции может быть основан на использовании уравнения диффузии в зерне адсорбента [c.241]

В настоящее время получено достаточно большое число математических моделей неизотермической адсорбции разного уровня строгости [15], базирующихся на описании процессов взаимосвязанного тепломассопереноса. Впервые математическая модель такого явления для пористых сред была получена А. В. Лыковым [37] [c.239]

Детальное рассмотрение системы корректных уравнений (П.5.1) для адсорбционных процессов в случае непроизвольно наложенного нестационарного температурного поля при взаимосвязанном тепломассопереносе показало меньшее влияние тепловых процессов на кинетику и динамику массообмена, определяемого наличием разности концентраций — фактической и равновесной. В этом случае концентрационный фронт движется в направлении достижения равновесия. Полученные математические модели неизотермической адсорбции отличаются характером приближений, однако особого внимания требуют приближенные математические модели кинетики и динамики неизотермической адсорбции, пригодные для инженерной практики. Приближенные математические модели для инженерного расчета неизотермической адсорбции позволяют на основе повышения точности методов расчета аппаратуры решить проблему конструирования адсорбционной аппаратуры с максимальной производительностью единицы объема и максимальной мощностью единичного агрегата. Кроме того, получение приближенных математических моделей неизотермической адсорбции, учитывающих основные физические фрагменты процесса, позволяет решить задачу постановки эксперимента и оценки параметров. С целью разработки инженерной методики расчета неизотермической адсорбции на основе приближенных математических моделей необходимо процесс разбить на два основных этапа [c.240]

Для цилиндрического или призматического зерна, а также для сферического зерна кинетика неизотермической адсорбции может быть сформулирована на основании уравнений (П.5.1)—(П.5.2). [c.242]

В зависимости от структуры конкретного адсорбента и условий процесса адсорбции механизм внутреннего переноса адсорбируемого компонента может быть различным. В общем случае внутри пористых частиц адсорбентов могут иметь место все элементарные механизмы изотермического и неизотермического переносов массы, рассмотренные в гл. 1. [c.195]

Основной трудностью в использовании существующих математических моделей неизотермической адсорбции разного уровня для разработки инженерных методов расчета является наличие большого числа кинетических коэффициентов, зависимость которых от потенциалов переноса создает серьезные препятствия в их экспериментальном определении. [c.240]

В силу того, что в условиях неизотермической адсорбции для большинства случаев влияние термодиффузионного потока значительно слабее, [c.240]

Ниже мы приводим вывод уравнения материального ба.ланса по Рачинскому [2], ограничившись в соответствии со сделанными допущениями рассмотрением одномерной задачи. Пусть х — координата, соответствующая направлению перемещения потока со скоростью W через элемент пористого тела с площадью поперечного сечения dS и толщиной dx (рис. 10,2). Скорость потока при неизотермической адсорбции даже с учетом сделанных допущений не является постоянной величиной, а подобно концентрациям с и а есть функция координаты и времени. [c.209]

Кроме того, процесс равновесной неизотермической адсорбции в сферическом зерне сорбента описывается уравнением равновесия [c.241]

Задача инженерного расчета кинетики неизотермической адсорбции может быть переформулирована в виде [c.242]

Диффузионная модель Дамкелера была применена для решения многих задач кинетики адсорбции в гранулах разной геометрической формы для линейной [4] и нелинейной изотерм адсорбции [5—9]. Задача кинетики адсорбции была решена также для неизотермических условий [10, 11]. Для резко выпуклой, так называемой прямоугольной изотермы эта задача сводится к случаю практически послойной отработки зерна [12]. Авторы настоящей работы также занимались некоторыми задачами, основанными на модели Дамкелера, и обосновали применимость метода статистических моментов к анализу кинетических данных как для случаев линейной и прямоугольной изотерм адсорбции [13], так и для изотермы Ленгмюра [9]. [c.296]

Динамика неизотермической адсорбции [c.230]

Рассмотренные выше математические модели динамики сорбции основаны на предположении о пренебрежимо малой величине теплового эффекта адсорбции. Это допущение справедливо при небольших концентрациях адсорбтива в потоке. Одпако при повышенных концентрациях тепловой эффект может оказывать существенное влияние на протекание адсорбционного нроцесса и нуждается в учете. Учет тепловыделений и теплообмена необходим также в тех случаях, когда температуры потока и зернистого материала различны. В научной литературе из неизотермических процессов наиболее подробно изучена динамика адиабатической адсорбции, в которой потери тепла в окружающую среду принимаются пренебрежимо малыми. [c.230]

Согласно формуле (3.4.2), движущая сила адсорбции, равная с обратным знаком полной силе воздействия межфазной границы на молекулу максимальна при Р Хх) = О, т. е. при нулевой величине силы взаимодействия молекулы растворенного вещества с растворителем. Это возможно, если растворенным веществом являются пустоты, не занятые молекулами растворителя (вакансии). Можно думать, что адсорбция данных вакансий не изменит состав поверхностного слоя и, следовательно, поверхностного натяжения. Предоставляем возможность читателю самостоятельно разрешить некоторые несоответствия, возникающие при таком предположении. При понижении температуры растворителя концентрация вакансий в нем понижается (растет плотность). Натяжение при этом растет. Можно ли такое изменение трактовать как результат неизотермической адсорбции вакансий [c.578]

Д. П. Т II м О ф е е в (Институт физической химии АН СССР, Москва). В нашей дискуссии обсуждались главным образом вопросы, связанные с разработкой приближенных методов расчета скоростей сорбционных процессов для практических целей. Это направление работ в области кинетики адсорбции является также важным, как и исследования по выяснению физико-химической природы коэффициентов переноса в пористых средах. В выступлении П. Г. Романкова (стр. 465) обращается внимание на важность кинетических исследований для промышленной адсорбции и на необходимость усиления работ по кинетике адсорбции в неизотермических условиях и по кинетике десорбции. С этим нельзя не согласиться. Хотя такие исследования ведутся, но их объем мал. [c.471]

В данном разделе рассматривались только математические модели изотермического процесса адсорбции. Однако аналогичные модели могут быть использованы также и для описания неизотермического процесса адсорбции в псевдоожиженном слое, а также процесса десорбции в псевдоожиженном слое. Математическая модель неизотермического процесса адсорбции, в которой не учитывалась неоднородная структура псевдоожиженного слоя, рассматривалась, например, в работе [173]. Аналогичная модель может быть построена и для случая неизотермического процесса адсорбции в неоднородном псевдоожиженном слое. В отличие от модели изотермического процесса адсорбции такая модель должна включать дополнительно уравнения для профилей тем- [c.244]

Использование предположения о послойной отработке адсорбента в процессе неизотермического процесса адсорбции или десорбции нуждается в более серьезном физическом обосновании [2]. [c.204]

Процесс адсорбции сопровождается выделением удельной теплоты, величина которой несколько превышает удельную теплоту конденсации паров адсорбтива, что в принципе должно вызывать локальное повышение температуры адсорбента. Не-изотермичность процесса адсорбции приводит к появлению дополнительного слагаемого в уравнении (4.8), учитывающего перенос адсорбтива за счет градиента температуры. Кроме того, уравнение (4.8) нестационарного баланса массы целевого компонента должно быть дополнено соотношением баланса теплоты с источником, пропорциональным скорости локального изменения количества адсорбирующегося компонента. Таким образом, система, описывающая процесс неизотермической адсорбции, например в адсорбенте плоской формы, имеет вид [c.205]

Приближенное решение системы нелинейных уравнений неизотермической адсорбции может быть получено методом итераций после линеаризации уравнения адсорбционного равновесия, при этом в качестве первого приближения используется [2] решение уравнения изотермической адсорбции. [c.206]

Кинетика процессов десорбции оказывается более сложной, чем кинетика процессов изотермической адсорбции, поскольку в неизотермическом процессе в общем случае необходимо учитывать теплоту поглощения, тепло-перенос, а при паровой десорбции — также и тепловыделение. Поэтому анализ десорбционных процессов возможен, как правило, лишь при значительных упрощающих допущениях относительно конкретного процесса. [c.246]

Предпринимались также попытки определения критерия отсутствия диффузионных ограничений путем экстраполяции различных асимптотических решений к значению т] = 1. Такой подход дает точные результаты для изотермической реакции нулевого порядка. Однако при анализе реакций высших порядков, а также реакций, сопровождающихся сильной адсорбцией продуктов, неизотермических систем и других сложных случаев расхождения становятся значительными. [c.198]

Уравнения кинетики неизотермической адсорбции из неограниченного объема для гомогенного адсорбента имеют вид [71 [c.98]

Как было сказано, теплота адсорбции, повышая температуру угля и газового потока, отрицательно влияет на поглощение. Отрицательное влияние особенно значительно в случае высокой концентрации поглощаемого компонента в паро-газовом потоке и большого диаметра адсорбера. В аппаратах малого диаметра теплота адсорбции в большей степени теряется в окружающую среду, и процесс можно считать ориентировочно изотермическим [П-48]. В случае неизотермической адсорбции выделяющееся при адсорбции тепло частично уносится потоком, частично остается в слое поглотителя. [c.143]

I Проблеме кинетики неизотермической адсорбции посвящено относительно небольшое число теоретических и экспериментальных исследований, хотя в ряде работ показано [1—3], что влияние тепловых эффектов на кинетику адсорбции может быть достаточно большим. Учет влияния конечной скорости рассеивания теплоты адсорбции значительно усложняет теоретическое рассмотрение задачи кинетики адсорбции и предъявляет дополнительные требования к проведению экспериментальных исследований. Это отчасти объясняет ограниченное число работ по кинетике неизотермической адсорбции. Кроме того, исследователей часто вводит в заблуждение то обстоятельство, что при проведении опытов ступенчатым методом максимальный подъем температуры гранулы адсорбента за счет выделения теплоты адсорбции составляет всего несколько градусов или даже доли градуса. [c.96]

Проведем оценку возможного влияния тепловых эффектов на кинетику адсорбции, используя в качестве критерия вклад конечной скорости рассеивания теплот адсорбции в суммарный первый момент экспериментальных кинетических кривых. Анализ задачи кинетики неизотермической адсорбции для линейной изотермы с учетом диффузии в транспортных порах гранулы бипористого адсорбента и конечной скорости рассеивания теплоты адсорбции приводит к следующему выражению для первого момента кинетической кривой [1, 41 [c.96]

В настоящем сообщении решены некоторые задачи неизотермической кинетики адсорбции в случае линейных изотерм адсорбции, а также приведены результаты обработки экспериментальных данных по кинетике адсорбции ксенона цеолитом СаА. [c.97]

Полученные результаты показывают, что при адсорбции ксенона цеолитом СаА, несмотря на незначительные тепловые эффекты (рис. 2, кривые 1—3), конечная скорость рассеивания теплоты адсорбции играет основную роль в кинетике адсорбции. Пренебрежение конечной скоростью внешнего теплообмена является причиной ошибочного определения коэффициента внутрикристаллической диффузии ксенона из адсорбционно-кинетических измерений [8]. Коэффициент внешнего теплообмена практически не зависит от давления и равен (8.1- 0.5)-10 Дж м K , что хорошо согласуется с результатами, полученными при изучении кинетики неизотермической адсорбции различных углеводородов цеолитами типа X [1, 3]. [c.101]

Золотарев П. П., Радушкевич Л. В. Кинетика физической адсорбции в изотермических и неизотермических условиях. — В кн. Кинетика и динамика адсорбции. М., 1973, с. 14-25. [c.102]

Обсуждается современное состояние теории динамики адсорбции газов и паров в неподвижных слоях верен адсорбента. Основное внимание уделено теории динамики адсорбции одного вещества в изотермических и неизотермических условиях. [c.157]

Исследована кинетика неизотермической адсорбции. Рассмотрена теоретическая схема расчета, основанная на анализе не только кинетической кривой, но и кривой изменения температуры гранулы адсорбента. Экспериментально изучена кинетика адсорбции ксенона на цеолите СаА. Пви анализе использованы и кинетические, и температурные кривые. [c.158]

Изучение кинетики неизотермической адсорбции -бутана цеолитом СаА проводилось при температуре 333 К на автоматической весовой адсорбционно-кинетической установке. Полученные результаты представлены на рис. 3 в виде зависимости первых статистических моментов кинетических кривых УИ, от давления адсорбтива и вклада в первый момент, обусловленного конечной скоростью рассеивания теплоты адсорбции, М. Здесь же показан вклад диффузии в транспортных порах рассчитанный как разность Л1, и М,. С повышением давления величина вклада в первый момент, обусловленного диффузией в транспортных порах резко падает от 700—800 с практически до О, тогда как вклад тепловой составляющей изменяется менее чем в два раза. Таким образом, относительная роль диффузии в транспортных порах падает с повышением давления и имеется возможность определить с достаточной точностью как коэффициент теплоотдачи, так и коэффициент диффузии в транспортных порах. Коэффициент диффузии в транспортных порах слабо зависит от давления адсорбтива и возрастает от [c.114]

В. А. Горлов, при анализе экспериментальных данных по кинетике неизотермической адсорбции с применением метода статистических моментов коэффициенты тепло- и массопереноса можно определить тремя способами 1) совместный анализ кинетических [c.132]

Лукин В. Д., Новосельский А. В., Заборонок А. П. Инженерный метод расчета кинетики неизотермической адсорбции в неподвижном слое адсорбента. Деп. в ВИНИТИ АН СССР 13.06.85, № 4167—85. 11 с. [c.246]

Адсорбционные установки с неподвижным слоем адсорбента, несмотря на периодичность работы каждого аппарата, наиболее распространены в промышленности ввиду трудности использования движу1цегося слоя из-за истирания адсорбента. Обработка сырья в таких установках многостадийна, так как после стадии адсорбции необходимо регенерировать и охладить адсорбент, В случае десорбции водяным па]юм может быть включена стадия сушки. Таким образом, цикл работы таких установок может включать четыре стадии адсорбцию, десорбцию, сушку и охлаждение адсорбента. В трехстадийштм цикле стадия охлаждения отсутствует, в результате чего начало стадии адсорбции идет в неизотермическом режиме, с постепенным снижением температуры адсорбента. Иногда исключают и стадию осушки. В этом двухстадийном случае сушку осуществляют обрабатываемым газом, подаваемым в начале стадии адсорбции в подогретом состоянии. Выбор числа стадий цикла осуществляется технико-.экономическим расчетом, учитывающим в основном энергетические и капитальные затраты на проведение всего многостадийного процесса. [c.274]

Поскольку процесс адсорбции почти всегда сопровождается выделением тепла, температура внутри таблетки может быть выше, чем в газовой фазе, что приводит к некоторому изменению кинетических кривых адсорбции. Кондис и Драноф [25] теоретически рассмотрели и экспериментально определили этот эффект. На рис. 7-14 показано изменение температуры во времени для адсорбции этана на цеолите 4А при 25,2° С. Расчет для модели неизотермической адсорбции показывает, что разность температур может достигать 15° С. При измерении разности температур с помощью термопар максимальная полученная разность составляла 6° С для термопары диаметром 0,1 мм. Эти данные показывают, что, применив более тонкую термопару, по-видимому, можно измерить еще большую разность температур. Однако, несмотря на эти отклонения температуры, скорость адсорбции незначительно отличается от скорости изотермической адсорбции. Авторы связывают это с компенсацией двух эффектов. С повышением температуры внутри таблетки увеличивается скорость диффузии, но одновременно понижается сорбционная емкость. Эти два эффекта компен- [c.487]

Книга содержит доклады, прочитанные на V Всесоюзном совещании по вопросам синтеза, исследования и применения микропористых адсорбентов. Обсуждаются состояжие разработки теоретических вопросов физической адсорбции газов и паров на микропористых адсорбентах, термодинамика адсорбции из растворов пористыми адсорбентами, методы определения удельной поверхности системы адсорбирующих, пор, приводятся данные экспериментальных и теоретических исследований неизотермической адсорбции бинарной смеси веществ на микропористых адсорбентах и новых разработок в обларти синтеза адсорбентов. [c.2]

В работе обсуждается современное состояние теории динамики адсорбции тазов и паров в неподвижных слоях зерен сорбента, включая теорию газоадсорбционной хроматографии и проблемы, которые, по мнению автора, актуальны в настоящее время в этой области. Основное внимание уделяется теории динамики адсорбции одного вещества в изотермических и неизотермических условиях. [c.85]

Для определения коэффициентов диффузии в адсорбирующих я транспортных В порах бипористого адсорбента в случае кинетики изотермической адсорбции либо коэффициентов массо- и теплонереноса при неизотермической кинетике адсорбции достаточно определить первый и второй моменты кинетической кривой. Параметром, характеризующим ту или иную адсорбционную модель, может служить соотношение МЦМ . Однако большие ошибки в определении второго момента экспериментальных кинетических кривых могут перекрыть различие в величинах МЦМ для разных моделей [4, 5]. [c.97]

Более надежным методом является изучение зависимости первых моментов кинетических кривых от размера гранул адсорбента [4] или кристаллов цеолитов [4, 5]. Однако и такой анализ не всегда может привести к корректным результатам. Для надежной обработки экспериментальных данных по кинетике адсорбции бипористыми адсорбентами, помимо анализа формы кинетических кривых (или определения отношения МЦМ и зависимости М- /), часто тр буется дополнительная независимая информация, например коэффициенты самодиффузии в кристаллах цеолитов и коэффициенты диффузии и межкристал-лическом пространстве, измеренные методом ЯМР [1]. Задача еще более усложнится, если рассматривать модель неизотермической адсорбции с учетом нескольких видов массо-или тепл опереноса, когда требуется одновременное определение трех и более параметров. [c.97]

Обзор посвящен следующим вопросам лимитирующая сташя кинетики процессов адсорбции газов цеолитами сопоставление данных, полученных адсорбционно-кинетическими и ЯМР методами неизотермическая кинетика. [c.158]

Роль диффузии в транспортных порах при адсорбции ксенона цеолитом 5А изучалась на объемной установке с применением мелкокристаллического цеолита (2го = 2,4 мкм) и кристаллов размером 20 и 32 мкм. Полученные результаты показали, что первые статистические моменты кинетических кривых М, зависят от толщины пластин, и можно уверенно сказать, что при адсорбции Хе цеолитом 5А внутрикристаллическая диффузия не является лимитирующей стадией адсорбции. В то же время зависимость М, от квадрата размера нелинейна, что свидетельствует о несоответствии модели изотермической кинетики адсорбции бипористыми адсорбентами [2] и не позволяет считать лимитирующей стадией диффузию в транспортных порах. Неизотермическая кинетика адсорбции Хе цеолитом 5А изучалась на весовой установке при p = onst. Кинетические и температурные кривые снимались на одних и тех же образцах при сходных условиях. [c.112]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология