Адсорбция с отводом тепла

В химической технологии приходится нередко прибегать к охлаждению жидкостей и газов (паров) до различных уровней ниже температуры окружающей среды. Диапазон требуемых низких температур соответственно большому разнообразию осуществляемых химических, физических и физико-химических процессов весьма широк от температуры окружающей среды до температуры, близкой к абсолютному нулю. Примерами применения таких процессов являются торможение быстро протекающих теплонапряженных экзотермических химических реакций, кристаллизация из растворов и расплавов, абсорбция и адсорбция, конденсация паров низкокипящих жидкостей, ожижение индивидуальных газов и разделяемых газовых смесей. Так как достижение низких температур требует отвода тепла от охлаждаемых веществ к окружающей среде, то, согласно второму закону термодинамики, оно возможно лишь при определенных затратах внешней энергии. [c.727]

В данный узел входят четыре переключающихся аппарата С-3/1-4. При помощи жидкого азота, кипящего в рубашке аппаратов при давлении 0,025 МПа и температуре минус 194 °С, обеспечивается отвод тепла адсорбции, что создает условия адсорбции, близкие к изотермическим. На входе гелия в адсорберы установлены неразборные фильтры с элементами из пористого металла, на выходе сетчатые фильтры. [c.171]

Принципиальная схема установки кондиционирования воздуха с адсорбентами и изображение процесса в о , -диаграмме показаны на рис. 25. При осуществлении отвода тепла адсорбции непосредственно в слое адсорбента змеевиками с охлаждающей водой необходимость в специальном воздухоохладителе отпадает. В этом случае процесс осушения идет с понижением энтальпии (линия СУ). Самая низкая относительная влажность в конце процесса осушения составляет для силикагеля около 5%. [c.418]

Основу узла очистки составляют три адсорбера 6. Поглощение СО и HjO проводится в трубчатых адсорберах, заполненных цеолитами. Для отвода тепла, образующегося при адсорбции двуокиси углерода и водяных паров, в воздушных рубашках адсорберов циркулирует холодный воздух, подаваемый вентилятором. Из узла очистки готовая экзотермическая контролируемая атмосфера поступает к потребителю. [c.403]

Процесс десорбции начинали при температуре адсорбента 35—40 С. Температура 35-40 С выбиралась из условия того, что в промышленном аппарате отвод тепла адсорбции предполагается осуществлять водой, проходящей по охлаждающим устройствам, расположенным в слое адсорбента. [c.130]

Такие химические процессы, как адсорбция, растворение, нитрование, галоидирование, алкилирование, щелочное плавление, сульфирование, полимеризация, окисление и другие, сопровождаются значительным тепловым эффектом и в случае недостаточного отвода тепла могут привести к пожарам или взрывам. [c.17]

В конце 7 0-х годов считалось, что матрица катализатора крекинга должна выполнять только функции связующего, определяющего, с одной стороны, прочностные свойства катализатора, а, с другой стороны, обесп ивающего отвод тепла от микрокристаллов цеолита. Поверхность матрицы стремились уменьшить до минимума, так как матрица, во-первых, преимущественно катализировала неселективное протекание процесса, приводящее к повышенному образованию газов и кокса, а, во-вторых, способствовала чрезмерному захвату (адсорбции) углеводородов. Однако специфические свойства остаточного сырья потребовали пересмотра такого подхода, в, начиная с 80-х годов, разработка наиболее эффективных катализаторов крекинга остатков идет по пути комбинации наиболее оптимальных свойств цеолита и матрицы. [c.18]

Теплообменными аппаратами, или теплообменниками, называются устройства для передачи тепла от одних сред (горячих теплоносителей) к другим (холодным теплоносителям). В химической технологии теплообменные аппараты применяются для нагревания и охлаждения веществ в различных агрегатных состояниях, испарения жидкостей и конденсации паров, перегонки и сублимации, абсорбции и адсорбции, расплавления твердых тел и кристаллизации, отвода и подвода тепла при проведении экзо- и эндотермических реакций и т. д. Соответственно своему назначению теплообменные аппараты называют подогревателями, холодильниками, испарителями, конденсаторами, дистилляторами, сублиматорами, плавителями и т. п. [c.323]

Процесс с термической десорбцией. В процессах этого типа стадии адсорбции и десорбции проводятся при различных температурах. Температура десорбции всегда выше, чем адсорбции. После проведения десорбции адсорбент для повышения его адсорбционной емкости охлаждают. Подвод и отвод тепла можно осуш,ествлять прямым или непрямым теплообменом. [c.223]

Степень нагревания образца при адсорбции газов и паров определяется также конвекционным отводом тепла и зависит от давления пара адсорбирующегося вещества в кювете. Например, при впуске в кювету пара бензола наблюдается сначала быстрый подъем температуры образца, по-видимому, за счет выделения теплоты адсорбции, и затем уменьшение температуры образца в результате отвода тепла за счет конвекции. [c.86]

После окончания процесса адсорбции активированный уголь изолируют от притока внешнего тепла и производят процесс десорбции. При понижении давления во время десорбции температура гелия понижается. На рис. 3-26 дана схема десорбционного аппарата Симона. Сосуд Л, заполненный активированным углем, помещен в камере В, которая расположена в сосуде Дюара О с жидким водородом. Р представляет со бой второй вакуумный сосуд, 1В котором расположена камера О. По трубе Е и змеевику гелий подается в сосуд А с активированным углем и происходит процесс адсорбции. Камера В заполнена гелием при низком давлении для отвода тепла адсорбции и передаче его жидкому водороду. Для получения, по возможности, наиболее низких температур жидкий водород кипит под вакуумом. После окончания процесса адсорбции из камеры В откачивается гелий, создается высокий вакуум и сосуд А термически изолирован. После этого понижают давление в сосуде А путем откачки гелия, происходит процесс десорбции, температура угля быстро понижается и достигает температуры, при которой возможно сжижение гелия. Гелий может быть также ожижен в камере О. В эту камеру мож- [c.200]

В схеме аппарата Симона (рис. 29) сосуд 1, заполненный активированным углем, помещен в сосуд 2, погруженный в сосуд Дьюара 4 с жидким водородом. Во втором вакуумном сосуде 3 расположена камера 5. По трубе б и змеевику гелий подается в сосуд 1, где адсорбируется активированным углем. Сосуд 2 заполнен гелием для отвода тепла адсорбции и передачи его жидкому водороду, кипящему под вакуумом. После окончания процесса адсорбции из сосуда 2 откачивают гелий и создают высокий вакуум, благодаря чему сосуд 1 оказывается термически изолированным. Затем понижают давление в этом сосуде путем отсасывания гелия, происходит процесс десорбции, температура угля быстро понижается до температуры сжижения гелия, который может быть сжижен в каморе 5. В нее помещают различные вещества для изучения их свойств при весьма низких температурах. [c.441]

Чем мельче первичные частицы, тем больше суммарная поверхность частиц, приходящихся на единицу массы и единицу объема газа. Поверхность же частиц является местом, где может проходить адсорбция (поглощение) газов, в том числе кислорода, если он находится в газовой среде аэрозоля. Увеличенная адсорбция кислорода в некоторых случаях приводит к ускорению реакции окисления компонентов частиц, например частиц углерода, серы, сульфидов. Вследствие плохой теплопроводности рыхлых хлопьев выделяющееся тепло реакции вызывает местное повышение температуры, а это в свою очередь ускоряет реакцию окисления. В результате этого может наступить самовозгорание и даже взрыв пыли, которая где-либо скопилась. Самовозгоранию пыли способствует ее высокая дисперсность, наличие в ней легко окисляемых компонентов (углерода, серы элементарной и сульфидной и др.), повышенная температура газа, скопление пыли (меньше отвод тепла), наличие компонентов в газе, которые сами могут взаимодействовать с пылью при повышении температуры (в некоторых случаях Н2О, НгЗО ). [c.89]

В динамических опытах важное значение имеет изучение характера влияния скорости газового потока на процесс адсорбции. Обычно по характеру этого влияния судят о кинетике процесса и тех факторах, которые ее определяют (внешняя или внутренняя диффузия). Непременным условием в данных опытах является изотермичность процесса. В опытах с большими концентрациями двуокиси углерода это условие не соблюдалось, так как не удавалось при имеющейся конструкции адсорбера быстра отводить тепло адсорбции. На рис. 3 показано влияние скорости газового, потока на динамическую активность цеолитов СаА по двуокиси углерода при ее концентрации в газе 10%. Приведенные данные позволяют судить о влиянии скорости потока и определить оптимальную скорость [c.243]

Процессы такого рода могут иметь практическое применение только после разрешения проблемы отвода тепла, выделяющегося при адсорбции ацетилена. Считают, что ацетилен может быть выделен из твердого адсорбента путем понижения давления, повышения температуры или действием водяного пара. Адсорбционные методы могут применяться в комбинации с экстракцией растворителями. [c.60]

В данный узел входят четыре переключающихся адсорбера С-3 м. При помощи жидкого азота, кипящего в рубашках адсорберов при давлении 0,25 кгс м и температуре минус 194°С обеспечивается отвод тепла адсорбции, что создает условия адсорбции, близкие к изотермическим. [c.184]

Концентрат, содержащий до 970/ц гелия, отводится сверху конденсатора. Дальнейшее повышение концентрации гелия до достигается в работающих попеременно адсорберах 11, заполненных активированным углем. Тепло адсорбции отводится кипящим жидким азотом. По мере насыщения угля азотом адсорберы переключаются. Десорбция азота производится продувкой через слой угля азота при температуре 20—30 С. Чистый гелий сжимается в мембранных компрессорах 19 до 150 ати и нагнетается ими в баллоны 20. Необходимый [c.271]

В практических расчетах влагоемкость активного глинозема и алюмогеля принимают не более 3—5% веса сорбента. При отводе тепла адсорбции количество влаги, поглощаемое алюмогелем, может быть увеличено до 10—11% его веса. [c.283]

Активированная окись алюминия снижает содержание влаги в природном газе еще более эффективно, поэтому она нашла широкое применение особенно на крупных установках очистки природного газа. Процесс адсорбции протекает под высоким давлением, иногда с внешним охлаждением для отвода выделяющегося тепла. Влагосодержание насыщенного адсорбента равно 9—И об. %, его осушка осуществляется путем пропускания через слой адсорбента противотока газа, предварительно нагретого до температуры порядка 300°С. Можно использовать и другие осушители, например молекулярные сита или цеолиты, которые позволяют выводить влагу с одновременной очисткой газа от углеводородов и кислых газов, что зависит от типа сита и конкретных рабочих условий [10]. Однако условия регенерации в этом случае, как правило, более жесткие, чем для окиси алюминия. I [c.30]

Когда скорость тепловой волны ( 7) больше скорости движения изотермического фронта все выделяющееся при адсорбции тепло отводится проходящим потоком, и адсорбция протекает при холодном сорбенте. В этом случае теплота адсорбции не оказывает влияния на процесс. По шихте распространяются две волны тепловая со скоростью IV при с =0, и сорбционная со скоростью V при с = Сц и а = а - Двин<епие этих волн схематично иллюстрирует рис. 10,12а (положение волн в разные промежутки времени обозначено различными линиями). Скорость движения сорбционной волны и температура плато определяются уравнениями [c.231]

Необходимую информацию для процессов газоочистки получают обычно пз лабораторных опытов. Выбор диаметра адсорбционной колонки нри изучении изотермической динамики сорбции имеет важное значение для выполнения условия постоянства температур. При большом диаметре колонок затрудняется отвод выделяющегося в процессе адсорбции тепла через стенки. В этом случае выходные кривые растягиваются и проведенный на основании их расчет высоты работающего слоя не отражает в полной мере кинетику поглощения. [c.238]

Процесс диспергирования характеризуется большой энергоемкостью Осуществляют его в специальных аппаратах-диспергаторах (валковые машины, шаровые мельницы, бисерные диспергаторы и др) В них создаются усилия давления и сдвига, под влиянием которых и протекают описанные выше процессы Однако коэффициент использования энергии при таком механическом диспергировании исключительно мал Подавляющая часть энергии переходит в тепловую и рассеивается в окружающую среду или отводится охлаждающей водой Между тем при рассмотрении элементарных процессов, происходящих на поверхности при взаимодействии пигмента с олигомером (смачивание, адсорбция), бы по установлено, что они протекают с выделением тепла Очевидно, механическая энергия тратится на разрушение коагуляционных и флокуляционных структур пигментов, а также надмолекулярных структур олигомеров (полимеров) Для снижения энергозатрат наиболее эффективно использование микронизированных пигментов с модифицированной поверхностью, которые легко диспергируются в разбавленных растворах олигомеров при энергичном перемешивании Однако промышленностью эти пигменты выпускаются в ограниченном ассортименте [c.365]

Конвертированный газ, охлажденный до минус 40 °С и освобожденный от влаги в предаммиачном I и аммиачном II теплообменниках, проходит тонкую очистку от СО 2 на активированном угле в одном. из адсорберов V. Тепло адсорбции отводится в дополнительном аммиачном теплообменнике VI, обеспечивающем необходимую стабилизацию температуры газа на входе в низкотемпературный блок агрегата отмывки от СО. Для регенерации используется фракция СО, выходящая из низкотемпературного блока при минус 45 °С. Рекомендуется частичный подогрев десорбирующего газа до минус 25 °С. [c.425]

Адсорбция воды сопровождается выделением тепла в зоне активной адсорбции. При осушке газа под высоким давлением (выше 35 ат) единица веса воды содержится в большом количестве газа и в результате отвода тепла температура повышается лишь незначительно — всего на 1—2 град. При осушке газа или воздуха под нпзким давлением количество газа на единицу веса водяного пара значитель ю меньше и повышение температуры может быть гораздо больше. Практически тепло выделяется внутри зерен адсорбента в результате конденсации воды и смачивания адсорбента. Если охлаждающие змеевики в слое отсутствуют, выделяющееся тепло передается газовому потоку в зоне активной адсорбции. Однако после этой зоны горячий газ контактируется с холодным сухим адсорбентом и теплопередача [c.281]

Продолжителр ность интервала т можно изменять, располагая образец так, чтобы максимально увеличить отвод тепла от него к бане. Как показано на рис. 9, для вольфрамовой нити длиной 16 см и толщиной 0,254 лш период охлаждения имеет порядок 3 жин. На таком образце скорости адсорбции были точно измерены при столь низкой концентрации, как 10- 10 2 молекул/см . [c.118]

Выше, говоря о тепловых потерях (Ф), мы имели в виду теплоотвод в окружающее пространство и в охлаждающийся сгоревший газ. К этому следует добавить, что в присутствии инертной пыли тепло расходуется также па нагревание пылинок, что приводит к понижению температуры и, следовательно, к замедлению пламени (см., например, [545, 933]). При достаточной концентрации пыли в газе пламя не может распространяться. К этому в основном сводится флегматизирующее действие пыли, широко используемое па практике, хотя не исключена возможность, что наряду с отводом тепла, в присутствии пыли происходит также гетерогенный обрыв цепей, обусловленный адсорбцией активных частиц на поверхности пылинок [234, 544]. Такое непосредственное воздействие пыли на реакцию нужно ожидать в случае нылей веществ, вероятность поглощения которыми свободных атомов и радикалов особенгю велика (металлы, некоторые окислы). Подобно инертным пылям действуют также инертные газы увеличение расхода тенла в результате нагревания добавляемого в горючую смесь инертного газа приводит к снижетшю температуры пламени и, следовательно, к замедлению или к потуханию пламени. [c.635]

Дюри [27], по-видимому, удалось разработать более перспективный метод. Спектры образцов в таблетках с КВг, приготовленных обычным способом, имеют, как указывалось, полосы поглощения воды. Однако, если растирание образца с КВг проводить под слоем жидкости, например четыреххлористого углерода, то полосы поглощения воды в спектре такой таблетки не появляются. Отсюда, вероятно, следует, что мешающие полосы возникают за счет воды, поглощаемой бромистым калием из атмосферы. Опыт с добавлением воды в КВг показал, что сама по себе вода не является причиной этих полос поглощения. При изготовлении таблетки угля с КВг по методу Дюри под слоем жидкости, содержащей 5% воды (95%-ный этиловый спирт), ложные полосы поглощения комплекса КВг—НгО не появляются. Таким образом, одно лишь присутствие воды не является причиной возникновения этих полос. Поэтому полагают, что успех метода Дюри, возможно, обусловлен тем фактом, что покрывающая жидкость отводит тепло, выделяющееся при растирании порошка, от поверхности частиц КВг и тем самым предотвращает активированную адсорбцию молекул воды на поверхности частиц КВг. Однако вполне возможно также, что процесс адсорбции требует присутствия воды в парообразном состоянии. [c.171]

Двухсекционная конструкция предаммиачного теплообменника III азота высокого давления позволяет не только рекуперировать холод фракции СО, но и использовать холод десорбции СО2. Благодаря этому снижается расход аммиака в аммиачном теплообменнике IV азота высокого давления, что в значительной степени компенсирует расход аммиачного холода на отвод тепла адсорбции в дополнительном аммиачном теплообменнике VI на линии конвертированного газа. Азото-водородная фракция, выходящая из низкотемпературного блока, по обычной схеме агрегата промывки отдает холод исходному конвертированному газу в кантующихся пред-аммиачных теплообменниках 7 и направляется на дальнейшую переработку. [c.329]

Для обеспечения надлежащей степени осушки количество поглощаемой влаги активной окисью алюминия не должно быть больше 4% от его веса целесобразнее ограничиться поглощением 2,5—3,5% влаги от веса алюмогеля. При отводе тепла адсорбции количество влаги, поглощаемое алюмогелем, может быть увеличено до 10—11% lOT его веса. [c.123]

Концентрат, содержащий до 97% гелия, отводится из верхней части конденсатора. Дальнейшее повышение концентрации гелия до 99% достигается в работающих попеременно адсорберах II, заполненных активированным углем. Тепло адсорбции отводится кипящим жидким азотом. По мере насыщения угля азотом адсорберы переключаются. Десорбция азота производится продувкой через слой угля азота при температуре 20—30° С. Чистый гелий сжимается в мембранных компрессорах 19 до 150 ат и нагнетается ими в баллоны 20. Необходимый для процесса жидкий азот получается в азотной установке, работающей по циклу высокого давления с а №иачным охлаждением. [c.360]

Процесс осуществляют в реакторах типа барботажных колонн, причем схема реакционного узла аналогична изображенному на рис. 42,а (стр. 126). Из отходящего газа после холодильника отделяют конденсат, а избыточный хлористый водород направляют на абсорбцию водой. Жидкий продукт, стекающий через боковой перелив колонны, нейтрализуют щелочью и перегоняют. В случае синтеза хлорнстого этила кроме описанной схемы возможна и другая (рис. 42,6), когда выделяющееся тепло отводится только обратным конденсатом за счет испарения продукта в реакторе. Из-за высокой летучести хлористого этила его необходимо извлекать из отходящего газа (абсорбцией или адсорбцией). [c.132]

Термическая десорбция. Температура десорбции на 100-200 0 выше температуры адсорбции. Тепло подводят к слою цеолита и отводят от него прямым способои (контакт со средой - твплоноситела.м) и не прямшл (через трз чатый теплообменник). Достоинство этого метода десорбции - высокая рабочая емкость адсорбента недостаток - большая длительность цикла, вызванная необходимостью нагрева ж охлаждения больших масс адсорбента и аппаратуры. Поэтому термическая десорбция наиболее целесообразна для выделения из потока малого количества низкомолекулярного адсорбируемого вещества, когда можно проводить десорбцию через относительно большие интервалы времени. [c.178]

Процесс массопереноса состоит, как правило, из нескольких последовательных стадий. Иными словами, поток компонента, переносимого из одной фазы в другую, преодолевает несколько последовательных сопротивлений. Так, при кристаллизации из растворов кристаллизующееся вещество вначале преодолевает сопротивление слоя жидкости у поверхности кристалла, а затем происходит собственно присоединение подведенного вещества к кристаллической рещетке. При экстрагировании целевой компонент транспортируется из пористой структуры твердого вещества, а затем отводится от наружной поверхности в основную массу экстрагента. Адсорбция обычно состоит из трех последовательных стадий подвода адсорбтива из потока парогазовой смеси к наружной поверхности твердого поглотителя, проникновения целевого компонента внутрь пористого массива адсорбента и присоединения молекул адсорбтива к активным центрам на внутренней поверхности пор поглотителя. Процесс сушки заключается в перемещении влаги по капиллярно-пористой массе высушиваемого материала, после чего происходит транспорт влаги от поверхности в псггок сушильного агента. Параллельно с транспортом вещества при термической сушке происходит перенос тепла. Каждая из последовательных стадий имеет свое сопротивление, а его общая величина равна сумме отдельных сопротивлений. [c.14]

В связи с тем что цеолиты в принципе могут использоваться как адсорбенты в крупномасштабных процессах разделения, в последние годы проводилась разработка теоретических основ технологии адсорбционных процессов. Когда адсорбция происходит в неподвижном слое небольшого диаметра и адсорбат присутствует в небольших концентрациях в качестве примеси, выделяется сравнительно немного тепла, которое легко отводится из слоя. В этом случае процесс осуществляется практически в изотермических условиях. Для интерпретации данных по динамической адсорбции и конструирования адсорбционных систем введено понятие длина неиспользованного слоя ( Length of Unused Bed , LUB), позволяющее описать такой режим проведения процесса [2231. При этом предполагается, что слой адсорбента состоит как бы из двух частей одна часть находится в адсорбционном равновесии, а другая представляет собой неиспользованную длину слоя. Указанный подход наиболее пригоден для описания таких процессов разделения, в которых образуется стабильная зона массопереноса. Длина неиспользованного слоя является величиной, необходимой для описания зоны массопереноса в процессе динамической адсорбции. [c.730]

В неподвижном слое адсорбента большого диаметра может выделяться много тепла, отводить которое не так просто. В результате возможно повышение температуры потока газа или слоя адсорбента, что неизбежно будет влиять на процесс адсорбции. Тепло, выделяемое в результате адсорбции в зоне переноса, создает температурный градиент вдоль длины зоны. Для этого случая разработаны более сложные модели, позволяющие интерпретиро- [c.730]

Тепло, выделяющееся в адиабатических адсорберах, не только повышает температуру слоя и газа, но и снижает адсорбционную емкость, так как температура влияет на равновесие адсорбции. Для отвода этого тепла иногда в слой адсорбента помещают охлаждающие змеевики, в результате чего можно поддерживать практически изотермический режим, что приводит к значительному повышению адсорбционной емкости. Однако дополнительные затраты на такие устройства лишь редко оказываются экономически оправданными значительно чаще идут по нутрг увеличения размеров адсорбера с сохранением адиабатического режима адсорбции. Уменьшение адсорбционной емкости, вызываемое проведением адсорбции в адиабатическом режиме, рассчитать сравнительно трудно вследствие влияния таких осложняющих факторов, как охланодение входного участка слоя свежим газом, ведущее к последующему повышению его адсорбционной емкости, и повторная адсорбция отпариваемой воды впереди фронта активной адсорбции. Это влияние было исследовано количественно [11] путем сравнения адиабатического и изотермического режимов адсорбции при осушке воздуха под атмосферным давлением на шариковом силикагелевом адсорбенте мобилбед. В условиях адиабатического режима адсорбционная емкость оказалась значительно меньше, чем нри изотермическом режиме, а при некоторых условиях она дополнительно уменьшается с повышением влагосодержания поступающего газа. Это влияние показано в табл. 12.4 на основе опубликованных [11] данных, полученных для осушки воздуха при атмосферном давлении и температуре по песмоченному термометру 26,7° С в слое высотой [c.282]

Выше говорилось, что адсорбция сопряжена с убылью свободной энергии, выделяющейся в форме тепла. Следовательно, процесс адсорбции может быть успешно осуществлен при отводе выделяющегося тепла, что достигается при этносительно низких температурах очищаемой воды. Наоборот, при повышенных температурах жидкости мол<.ет произойти десорбция извлеченного вещества. Поэтому тепловая десорбция, например высокотемпературным паром, представляет собой один из наиболее распространенных приемов восстановления сорбционной активности отработавшего активированного угля. [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология