Адсорбционная система

Достаточно высокой эффективностью отличаются технологии УЛФ, основанные на адсорбционных методах разделения. Так, фирмой "Доу кемикл компани" разработана адсорбционная система обработки паров, образующихся при испарении и выходящих из резервуаров. Адсорбер заполняется сополимерной насадкой из шарикового адсорбента нового вида с диаметром шариков 2 мкм и удельной площадью поверхности контакта 400 м г [14,16]. При заполнении резервуара жидкостью или при повышении температуры, вытесняемые пары углеводородов проходят через слой адсорбента и органические компоненты адсорбируются на шариках. При опорожнении резервуара или понижении температуры окружающей среды, воздух засасывается в резервуар также через слой адсорбента. Если этот воздух предварительно подогреть, то он десорбирует поглощенное вещество, но возникает опасность образования взрывчатой смеси. Для исключения такой опасности воздух заменяют азотом. В этом случае выходной патрубок адсорбера-десорбера имеет Т-образную форму. На обоих концах патрубка установлена запорная арматура. Один из этих концов сообщается с атмосферой, другой - с источником азота. При всасывании по этой схеме в резервуар поступает только азот (клапан, соединенный с атмосферой, закрыт) и кислород воздуха в систему не попадает. [c.27]

При поиске конструктивных путей решения указанных задач представляется целесообразным использовать методологию системного подхода к исследованию сложных и полностью не формализованных систем. Система состоит из множества связанных сложными связями и взаимодействующих аппаратов и представляет собой не простое суммирование, а особое их соединение, придающее адсорбционной системе в целом новые качества, отсутствующие у каждого аппарата в отдельности., В этом плане особое значение имеет взаимосвязь и влияние свойств всей химико-технологической системы на адсорбционную подсистему, и наоборот. В данном смысле исследуемая подсистема с ее аппаратами представляет собой элемент системы более высокого порядка. [c.8]

Основная цель системного подхода — раскрытие реального механизма функционирования рассматриваемой циклической адсорбционной системы с учетом ее управления для облегчения адаптации к изменяющимся внешним условиям. Анализ циклических адсорбционно-десорбционных процессов показывает, что современные установки могут служить объектом системного анализа. Во-первых, адсорбционно-десорбционный процесс — это сложная система, которая, с одной стороны, является составной частью более общей химико-технологической системы, определяющей цели и ограничения режимов функционирования с другой стороны, адсорбционно-десорбционная установка представляет собой сложную совокупность процессов в системе периодически повторяющихся в определенной последовательности взаимосвязанных явлений. Во-вторых, задачи оптимизации адсорбционной установки совпадают с целью системного анализа — выбрать наилучшие пути приспособления исследуемой системы к постоянно меняющимся и не вполне определенным условиям. Таким образом, подтверждается принципиальная возможность и необходимость системного подхода к решению задачи оптимизации адсорбционных установок. [c.8]

Выделение исследуемой адсорбционной системы из общей химико-технологической схемы с целью формулировки в общем виде задачи оптимизации адсорбционно-десорбционного процесса и его конкретных критериев оптимизации. [c.9]

Таким образом, отыскав равновесные и кинетические параметры Г, ре, по формулам (2.1.198), (2.1.201), (2.1.202), можно прогнозировать поведение адсорбционной системы для различных входных данных. Если какой-либо из параметров задан, т. е. заранее проведены кинетические или равновесные измерения, из которых он был определен, то для определения двух других можно воспользоваться любым из трех уравнений (2.1.198), (2.1.199), (2.1.200). [c.79]

Исследование эффективности работы адсорбционных систем проводилось на стенде [30], предназначенном для испытания насосов, перекачивающих теплоноситель. При эксплуатации стенда периодически возникает необходимость осуществлять сдувки из контура с целью удаления неконденсируемых газов, главным образом азота. Сдувки содержат от 20 до 40 % (по объему) оксидов азота. Экспериментальные [29] и расчетные, по разработанной методике, результаты работы адсорбционной системы приведены в табл. 2.9. [c.80]

Условия, характеризующие состояние адсорбционной системы, запишутся в виде уравнений нормировки на плотность распределения р(а) [c.223]

Рис. 111-48. Опытная установка противо-точной адсорбционной системы для удаления ЗОг из дымовых газов котла-утилизатора, работающего на каменном угле (адсорбент — твердый окисленный кокс) [417]

Уравне[1ие состояния адсорбционной системы можно записать и относительно поверхностного (межфазного) натяжения [c.35]

Классическая термодинамика устанавливает условия теплового, механического и химического равновесия макроскопической системы и связи между соответствующими макроскопическими параметрами этой системы, такими как температура, концентрация компонентов, гидростатическое давление и т. д. Преимущество классической термодинамики применительно к любым таким системам, в частности к системам газ — адсорбент, заключается в общности и строгости устанавливаемых ею условий равновесия и соотношений между такими измеряемыми с помощью различных экспериментальных методов термодинамическими свойствами адсорбционной системы, как изотерма адсорбции, теплота адсорбции и теплоемкость. Эти соотношения позволяют рассчитывать неизвестные термодинамические величины на основании известных. [c.127]

Однако, чтобы воспользоваться термодинамическими уравнениями для решения таких задач, надо привлечь соотношения между свойствами адсорбционной системы, определенные либо экспериментально, либо теоретически на основании тех или иных молекулярных моделей. Сама же классическая термодинамика не позволяет решать такие важные задачи теории адсорбции, как, на- [c.127]

Избыточные свободная энергия, энтропия, внутренняя энергия и теплоемкость адсорбционной системы [c.131]

Аналогично определяются избытки всех экстенсивных термодинамических функций адсорбционной системы. Назовем их поверхностными функциями и обозначим индексом 5. Так, поверхностная свободная энергия, отнесенная к т=1, для инертного адсорбента равна [c.131]

Из уравнения (7.46) для избыточной свободной энергии адсорбционной системы, равной по определению [c.143]

Изменения свободной и внутренней энергии, энтропии и теплоемкости газа. Дифференциальная и изостерическая теплота адсорбции. Изменения термодинамических функций адсорбционной системы при предельно малой адсорбции. Возможности, достоинства и недостатки статических и хроматографических методов определения термодинамических характеристик адсорбции при малых заполнениях. [c.145]

Изменения термодинамических функций адсорбционной системы при предельно низких (нулевых) значениях адсорбции. Стандартное изменение химического потенциала адсорбата [c.152]

Калориметрические измерения теплоемкости адсорбционной системы при разных [c.155]

Калориметрические измерения теплоемкости адсорбционной системы для разных при медленном нагревании в широком интервале температур [c.155]

Из измерений теплот адсорбции при разных температурах может быть определена теплоемкость адсорбированного вещества. Для изучения теплоемкости адсорбционной системы в широком интервале температур нужны прямые измерения теплоемкости этой системы в сканирующем калориметре по возможности при малой скорости нагревания (см. лекцию 13). [c.159]

Как уже было показано в лекции 7, фундаментальное уравнение Гиббса (7.44) или (7.47) позволяет найти уравнение состояния адсорбированного вещества л=/(Г) из изотермы адсорбции и, наоборот, найти уравнение изотермы адсорбции из уравнения состояния. Рассмотрим нахождение изотермы адсорбции и других термодинамических характеристик адсорбционной системы газ — инертный адсорбент на основании молекулярных моделей уравнения состояния адсорбированного вещества. [c.224]

Из уравнения (13.46) видно, что теплоемкость адсорбционной системы весьма чувствительна к ассоциации (диссоциации) адсорбат — адсорбат. Она особенно чувствительна к наличию в системе фазовых переходов. Поэтому, несмотря на сложность экспериментальных измерений теплоемкости адсорбированных веществ, делаются усилия для измерений теплоемкости системы адсорбат — инертный неспецифический адсорбент с небольшой однородной поверхностью, такой как графитированная термическая сажа, в зависимости как от 0, так и от Т. [c.244]

Обозначим через а1 и аг полные поверхностные концентрации компонентов мономолекулярного бинарного раствора (обычно их выражают в микромолях на 1 м или числом молекул на 1 нм ). Сумма а1 + И2 — общее число молей обоих компонентов на единице поверхности адсорбента, т. е. в адсорбированном растворе рассматриваемой модели. Если мольная доля компонента 1 в равновесном трехмерном растворе составляет Хи то в отсутствие преимущественной его адсорбции, т, е. при Г1 = 0, общее содержание компонента 1 в мономолекулярном двухмерном растворе составило бы (а1-1-а2)х1. В действительности же из-за межмолекулярных взаимодействий в адсорбционной системе в поверхностном растворе общее содержание компонента 1 составляет аь Поэтому в рамках рассматриваемой модели [c.269]

Теоретический подход к рассмотрению физической и химической адсорбции принципиально различен. В теориях физической адсорбции твердое тело и адсорбат рассматриваются как две независимые системы. Воздействие адсорбируемой молекулы на решетку твердого тела трактуется как слабое возмущение. При химической адсорбции адсорбент и адсорбат рассматриваются как единая квантовомеханическая система. Разные пути подхода к рассмотрению адсорбционной системы требуют надежных экспериментальных критериев, которые позволили бы различать оба типа адсорбции. К сожалению, такие критерии отсутствуют [4, 5, 231. [c.466]

В случае хемосорбции адсорбционная способность поверхности зависит не только от внешних параметров р и Г, но и от состояний всей адсорбционной системы в целом, определяемого уровнем Ферми и поверхностными состояниями [5]. [c.467]

На рис. 12 и 13 показана относительная эффективность адсорбции при условиях, существующих в динамической системе, для двух типов адсорбентов, применяемых в процессах извлечения тяжелых углеводородов из природного газа. Следует подчеркнуть, что эти кривые являются не теоретическими или расчетными, а фактическими эксплуатационными показателями адсорбентов, полученными в условиях динамической системы на установке адсорбционного извлечения тяжелых углеводородов. Кривые адсорбции на рис. 12 и 13 характеризуют адсорбцию индивидуальных компонентов для многокомпонентной адсорбционной системы при различных степенях насыщения адсорбента суммой всех адсорбируемых компонентов, выраженных в литрах жидкого продукта на 1 адсорбента. Эти кривые типичны для процесса адсорбции углеводородов из природного газа для обычно применяемых в промышленности размеров и формы слоя адсорбента [c.42]

Для простой адсорбционной системы легко можно вычислить влияние этой дополнительной нагрузки. [c.52]

Молекулярные сита применяются в обычных адсорбционных системах со стационарным слоем адсорбента и регенерацией путем нагрева (термическая регенерация). В настоящее время уже очевидно, что в будущем широкое применение найдут и новые варианты процесса, основанные на других методах регенерации, например, путем изменения давления и вытеснением. [c.71]

Хотя адсорбционные системы чаще всего осуществляют по схеме, изображенной на рис. 7, по размерам и сложности они могут сильно различаться. Так, промышленные осушительные установки строятся от самых малых, состоящих из двух адсорберов, вмещающих всего несколько килограммов адсорбента, до очень крупных, насчитывающих до 16 адсорберов с общим количеством загруженного адсорбента более 225 т. [c.73]

Очистка от серы природного газа. При помощи молекулярных сит можно полностью очистить природный газ от сероводорода и меркаптанов. Этот адсорбент можно многократно полностью регенерировать без образования каких-либо вредных отложений или снижения адсорбционной емкости в результате других нежелательных явлений. Однако для экономичности этого процесса потребуется разработать новые циклы регенерации. Основным условием экономичности эксплуатации было в данном случае предельное снижение расхода продувочного газа, поскольку его приходится в последующем сжигать на факеле или использовать в качестве топлива. Последнее объясняется тем, что сернистые соединения из продувочного газа невозможно выделить простой конденсацией, как из воды в адсорбционных системах осушки природного газа. [c.84]

Весовой метод БЭТ основан на периодическом взвешивании навески катализатора, находящейся в адсорбционной системе. В этом методе полностью отпадает надобность в калибровке мертвых пространств . На рис. 30 показана схема установки для измерения поверхности катализатора весовым методом по адсорбции паров метилового спирта при комнатной температуре. Основной ее частью является высоковакуумная адсорбционно-весовая система, в которую входят колонки / с внутренними пружинными весами. К спиралям 2 весов подвешены чашечкн 3 с навесками исследуемых образцов величиной 0,05—0,1 г, взвешенные с максимально возможной точностью. Кварцевые или стеклянные спирали предварительно калибруют аналитическими разновесами. Их чувствительность находится в пределах от 0,8- до 2,0-10 5 г. Линейные растяжения спиралей во время опытов измеряют катетометром. [c.77]

Для расчета коэффициента диффузии используем формулу (2.1.94), где Ссф = 0,18, = 1-10-2 м, 0,5 = 42 с. Тогда О/Г = 4,34-10- см /с. Если учесть, что эффективный коэффициент диффузии, найденный из динамической кривой, связан с эффективным коэффициентом диффузии, найденным из кинетического опыта, множителем (1—е) [25], где е — порозность слоя, и что, кроме того, он несколько меньше за счет продольного сопротивления массопереносу, то следует отметить хорошее совпадение всех рассчитанных кинетических и равновесных параметров. Это подтвердило адекватность нашей математической модели и позволило провести дальнейшее исследование адсорбционной системы N204 2К02 — порелит КМ при очистке орга- [c.80]

В принципе из системы трех уравнений (2,53) — (2.54) можно исключить 01 и 02 и установить таким образом зависимость Гл от с,. в общем случае эту задачу нельзя рещить аналитически и даже при ее решении с помощью ЭВМ возникают серьезные трудности, поскольку в определенных условиях система уравнений (2.54) может иметь до семи решений (Ю. И. Харкац). Очевидно, что при этом реализуется то из состояний адсорбционной системы,, которому отвечает минимальное значение свободной энергии поверхностного слоя [c.63]

Наиболее полная информация о состоянии поверхностных силанольных групп и других адсорбционных центров, об их возмущении при адсорбции и образовании поверхностных комплексов разной прочности, а также о межмолекулярных взаимодействиях адсорбированных молек(ул с поверхностью твердого тела и друг с другом может быть получена, если спектры отдельных частей адсорбционной системы не перекрываются. Однако на сильно гидроксилированной поверхности кремнезема силанольные группы, расположенные друг от друга на расстоянии, меньшем 0,33 нм, возмущены образовавшимися между ними внутримолекулярными водородными связями. Дополнительное возмущение этих гр упп вызывает адсорбция воды. В результате этого спектр поглощения в области валентных колебаний гидроксильных групп молекул адсорбированной воды перекрывается со спектром силанольных групп, что затр(удняет интерпретацию поглощения в этой области. Для упрощения спектра и его интерпретации надо исследовать дегидратацию кремнезема, т. е. удаление молекулярно адсорбированной воды (хотя бы с поверхности пор, размеры которых достаточно велики по сравнению с размерами молекул воды). [c.56]

Оценка содержания адсорбированных молекул по интенсивности полосы 8н,о была произведена по спектрам, полученным на ИК спектрометре высокого разрешения. Сочетание этого прибора с ЭВМ позволяет проводить накопление спектров поглощения адсорбционной системы и П утем вычитания спектров адсорбента выделить вклады адсорбции (собственно полосы бн о) и вызванного ею возмущения перекрывающихся с ней полос поглощения колебаний остова кремнезема (табл. 3.1 и 3.2). На рис. 3.6 представлены спектры поглощения в области деформационных колебаний молекул воды в системе Н2О — гидроксилированная поверхность [c.58]

Теоретическое исследование системы газ — адсорбент следует начать с термодинамического описания адсорбционной системы. В этом макроскопическом описании не> учитываются непосредственно ни структурные особенности адсорбента и адсорбируемых молекул, ни особенности межмолекулярных взаимодействий между ними. Для установления связи с этими особенностями адсорбционной системы, т. е. для рассмотрения ее на молекулярном уровне, необходимо привлечь молекулярно-статистическое описание системы газ — адсорбент. В более простых случаях — для однородных адсорбентов и малых заполнений поверхности — на основании сведений о межмолекулярных взаимодействиях и о структуре и химической природе адсорбента и адсорбируемых молекул будут проведены количественные расчеты измеряемых хроматографическими, статическими и калориметрическими методами термодинамических характеристик адсорбции. Далее будет описано решение обратных задач, т. е. определение некоторых структурных параметров молекул на основании измеряемых с помощью газовой хроматографии термодинамических характеристик адсорбции при малых (нулевых) заполнениях поверхности (хроматоструктурный анализ, хроматоскопия). Наконец, будут рассмотрены некоторые простые модели межмолекулярных взаимодействий адсорбат—адсорбат, чтобы продвинуться в область более высоких заполнений поверхности и описать фазовые переходы для двухмерного состояния адсорбированного вещества. [c.127]

В областях фазовых переходов адсорбированного вещества при измерениях изостер адсорбции возникают особенно большие погрешности. Поэтому здесь требуются прямые калориметрические -измерения д в зависимости от Г при разных температурах. Очевидно, что Jюлyчaeмaя отсюда изостерическая зависимость (для Г = сопз1) ДС/ от Т связана с теплоемкостью адсорбционной системы (см. лекцию 13). [c.150]

Для исследования зависимости теплот адсорбции и от температуры, соответствующей вторым производным по температуре d пК 1АТ и, соответственно, дЧпс/дТ ) или (дЧпр/дТ ), нужны прямые калориметрические измерения либо самих теплот адсорбции при разных температурах, либо теплот адсорбции при одной температуре и теплоемкости адсорбционной системы. Следует отметить, что калориметрические измерения теплот адсорбции ограничены во времени из-за некоторого неизбежного теплообмена калориметра с окружающей средой даже в случае дифференциального и изотермического метода измерения. [c.159]