Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Адсорбат диффузия

    В дальнейшем будем исходить из квазигомогенной модели пористого адсорбента, рассматривая его в качестве однородной поглощающей среды. Массоперенос в гранулах сорбента предполагается происходящим за счет диффузии адсорбата внутри транспортных пор и поверхностной диффузии адсорбированного вещества, причем будем опускать взаимодействие этих двух видов массопереноса, включая локальные процессы поверхностной диффузии, учитываемые эффективным коэффициентом диффузии [c.34]


    Физическая адсорбция и хемосорбция различаются прочностью связи между адсорбируемым веществом и адсорбентом, обратимостью физической и необратимостью химической адсорбции. Неспецифичность физической адсорбции обусловлена тем, что при достаточно низких температурах любые газы адсорбируются на любых поверхностях. Хемосорбция же наблюдается только при химическом родстве адсорбента и адсорбата. Физическая адсорбция происходит почти мгновенно, как только молекулы адсорбата приблизятся к поверхности адсорбента, если она не осложняется побочными процессами (медленной диффузией ад- [c.38]

    Наряду с равновесными характеристиками адсорбента важнейшую роль при изучении адсорбционных технологических процессов играет кинетика адсорбции, которая рассматривает вопросы диффузии адсорбата в единичных гранулах адсорбента и скоро- [c.33]

    Здесь а и с — концентрации адсорбата в неподвижной и подвижной фазах Г] = X при параметре формы зерна К = О — для призматического или цилиндрического зерна длиной 2/ , боковые поверхности которого непроницаемы (пластина) т) = / —радиальная координата для цилиндрического зерна с непроницаемыми торцами (/С = 1) или сферического зерна (К = 2) / — время D — аффективный коэффициент диффузии. Насыщение идет с внешней поверхности гранулы, на которой поддерживается постоянная концентрация с = Со. [c.35]

    Исследования кинетики десорбции проводят с целью выявления влияния различных факторов на процесс, таких как скорости десорбирующего агента, температуры десорбирующего агента, начальной концентрации адсорбата (поглощенного вещества) в адсорбенте, высоты слоя адсорбента, геометрических размеров гранул адсорбента и др. Знание основных закономерностей процесса десорбции позволяет определить оптимальные режимы работы десорбера для данной системы адсорбат — адсорбент, время десорбции для достижения той или иной степени десорбции и основных кинетических характеристик данной системы (коэффициентов внешнего и внутреннего массообмена, эффективных коэффициентов диффузии и др.). [c.84]

    Здесь Оп — коэффициент диффузии на поверхности зерна а — концентрация адсорбата в зерне адсорбента. [c.241]

    Газовая адсорбционная хроматография позволяет не только разделять и анализировать смеси газообразных и парообразных веществ, но и определять ряд свойств как адсорбентов (удельную ло-верхность) и адсор батов (коэффициент диффузии), так и систем адсорбат — адсорбент (изотермы и теплоты адсорбции). [c.66]


    Эффективность. Рассмотренные свойства системы адсорбат — адсорбент определяют селективность хроматографической колонки. Одпако для полноты разделения смеси кроме селективности необходима еще и высокая эффективность. Она зависит от процессов диффузии и массопередачи как в подвижной, так и неподвижной фазах и определяется величиной ВЭТТ (Я). В гл. I было выведено уравнение ВЭТТ (1.24), связывающее Я со свойствами системы и [c.70]

    Изучая одним из статических методов количество поглощенного газа в зависимости от его равновесного давления при постоянной температуре, получают изотерму адсорбции. Выполняя эксперимент при постоянном давлении и при различной температуре, можно получить зависимость адсорбции от температуры и из этих данных рассчитать теплоту адсорбции. По характеру и взаимному расположению изотерм адсорбции, полученных для разных газов или паров, можно судить об избирательном действии выбранного адсорбента по отношению к тому или иному газу. Данные, получаемые из статических измерений, позволяют также рассчитывать пористость, удельную поверхность, коэффициент диффузии и другие характеристики адсорбента и адсорбата. [c.112]

    Если кинетика адсорбционного процесса лимитируется стадией диффузии, то скорость адсорбции dГA/d определяется величиной диффузионного потока у поверхности электрода dГ / / — = 0(дс 1 дх)х=й. С течением времени градиент концентрации у поверхности электрода падает как вследствие увеличения толщины диффузионного слоя, так и роста концентрации адсорбата при л = 0 са(0, 1). Применяя метод интеграла Дюамеля, получают уравнение [c.80]

    Считая, что сначала восстанавливается диффундирующее вещество, потом — адсорбированное заранее (механизм адсорбат потом ), найти максимальное адсорбированное количество вещества в расчете на 1 см2 поверхности и коэффициент диффузии реагирующего вещества (в электродном процессе принимают участие 2 электрона).  [c.138]

    Температура входит в уравнении (IX. 31) также в экспоненту поэтому с ростом Т резко уменьшается т, а следовательно и количество адсорбированного вещества у, согласно уравнению (IX. 28). <2 другой стороны, с ростом Т (и уменьшением т) быстрее наступает адсорбционное равновесие и увеличивается скорость сопутствующего процесса, обычно лимитирующего адсорбцию, а именно— диффузии адсорбата в узкие поры адсорбента. Поэтому технологическое регулирование адсорбционного процесса посредством изменения Г определяется поставленной задачей наиболее полного или наиболее быстрого поглощения газа. В первом случае следует уменьшать Т, во втором — вести процесс при высокой температуре. [c.133]

    Характерной особенностью коэффициента объемной диффузии является его зависимость от концентрации адсорбата в растворе, температуры и молекулярного веса компонентов, входящих в состав смеси. [c.191]

    Скорость адсорбции. Скорость адсорбции данного вещества на таблетированных молекулярных ситах определяется главным образом четырьмя параметрами а) скоростью диффузии адсорбата в кристаллы активированных молекулярных сит во внутренних зонах таблетки б) относительными размерами молекулы адсорбата и пор в структуре молеку- [c.209]

    При всех процессах, в которых применяются молекулярные сита, необходимо уделять большое внимание созданию условий, способствующих быстрой диффузии адсорбируемого компонента в кристаллы молекулярных сит внутри таблетки. Внешнее сопротивление диффузии в этом случае не лимитирует скорости адсорбции. В случаях, когда молекула адсорбата по размерам очень близка к диаметру пор адсорбента, скорость адсорбции может значительно уменьшиться. Примером может служить адсорбция пропана на ситах типа 4А. Однако в этих случаях, если молекула прочно адсорбируется (как это имеет место для полярных или ненасыщенных веществ), адсорбция происходит быстрее, чем при менее прочно адсорбируемых молекулах. Это иллюстрируется легкостью адсорбции пропилена на ситах типа 4А, в то время как адсорбция пропана протекает настолько медленно, что практически почти не проявляется. [c.210]

    О — коэффициент диффузии адсорбата в грануле адсорбента [c.11]

    Замедленная диффузия адсорбата в гранулах цеолита СаА приводит к снижению динамической активности этого адсорбента, которая значительно ниже соответствующего показателя для цеолита NaX, хотя равновесные характеристики этих сорбентов близки. Данные о динамической активности слоя адсорбентов (высота 300 мм, диаметр 15 мм) одинакового гранулометрического состава (1 — [c.173]

    Подавляющее большинство процессов очистки осуществляется в слое адсорбента. Однако насыщение адсорбатом каждой частицы адсорбента, находящегося в адсорбере, зависит от скорости диффузии поглощаемых молекул внутри гранулы, которая в конечном итоге при определенном гидродинамическом режиме определяет интенсивность массообмена. Кинетика адсорбции рассматривает вопросы диффузии в единичных гранулах адсорбента и скорость отработки адсорбционной емкости этих гранул. [c.179]


    Проникание адсорбата внутрь зерна адсорбента — процесс диффузионный и, следовательно, характеризуется коэффициентом диффузии. Под коэффициентом диффузии О понимают количество вещества, диффундирующего в единицу времени через квадратный сантиметр поверхности при градиенте концентрации, равном единице. [c.182]

    Для практических целей больший интерес представляет изучение нестационарной диффузии. Нестационарная диффузия сопровождается адсорбцией, когда концентрация адсорбата в твердой фазе изменяется и градиент концентрации не постоянен. Для описания нестационарной адсорбции пользуются вторым уравнением Фика  [c.186]

    Диффузионный по своей природе процесс адсорбции может определяться следующими механизмами подводом вещества из ядра потока к внешней поверхности твердых частиц (внешняя диффузия) и диффузией адсорбата внутри указанных частиц (внутренняя диффузия). В предельных ситуациях один из механизмов является лимитирующим. Например, при достаточно высоких скоростях потока или больших размерах гранул адсорбента процесс лимитируется внутренней диффузией. Часто адсорбция протекает, как говорят, в промежуточной области и определяется обоими диффузионными механизмами. [c.211]

    В 1955 г. Глюкауф [23] предложил уравнение, в котором движущая сила внутридиффузионного процесса адсорбции записывалась через разность концентраций адсорбата в твердой фазе. Автор отмечает, что такое выражение движущей силы является достаточно хорошей аппроксимацией уравнения нестационарной диффузии при линейной изотерме сорбции. Уравнение Глюкауфа записывается следующим образом  [c.212]

    Рассмотрим случай (рис. 10,6), когда в зернистый слой, первоначально свободный от адсорбата, вводят поток при некоторой концентрации адсорбтива. В связи с эффектом продольной диффузии первоначальное прямоугольное распределение концентраций адсорбтива начнет размываться. Но поведением размытого фронта управляет закон Викке. При выпуклой изотерме адсорбции, как было показано выше, действие закона Викке приводит к сжатию сорбционного фронта. [c.220]

    Еникеева [56] показала, что при решении обратной задачи динамики сорбции, когда известна выходная кривая адсорбции, получаемая в опытах, информация достаточна для оценки влияния продольной диффузии. Уравнение, связывающее текущие концентрации адсорбата, записывается следующим образом  [c.228]

    Методика расчета коэффициентов диффузии по формуле (2.1.91) была использована при обработке экспериментальных данных, представленных Л. Маркуссен в работе [17], В этой работе проводились экспериментальное и теоретическое исследования по адсорбции паров воды из потока воздуха сферическими гранулами оксида алюминия при различных скоростях потока и температурах. Прежде всего приведем пример расчета коэффициента диффузии на основе экспериментальных данных работы [17]. Кинетические кривые снимались при начальной концентрации адсорбата Са = 0,00342 кг/м скорости потока w — 11,3 м/с, радиусе сферических гранул адсорбента R = = 1,63-10- м, Моо = 0,0642 кг/кг. Равновесие хорошо описывается изотермой Фрейндлиха с показателем 1/т = 0,4906. Результаты эксперимента приведены в табл. 2.6 там же указаны значения вспомогательных величин /(y), рассчитанные по формуле (2.1.90), где я = 0,6737 получено по формуле (2.1.52). На рис. 2.9 экспериментальные данные представлены в координатах s/tKVR ) - f (Y). Хорошо ВИДНО, что точки группируются около не-которой прямой. Угловой коэффициент этой прямой равен и находится из уравнения (2,1.91). [c.54]

    Решая краевую задачу массопереноса с учетом выделения энергии и ее потребления на фазовый переход жидкость—газ и процессов термо-, баро- и концентрационной диффузии, авторы получили уравнение для рокальной концентрации адсорбата в единичном зерне. Графическое отображение профилей массосодержания адсорбата в различные моменты времени показано на рис. 7.9. [c.169]

    Расчет адсорбционных процессов в неподвижном слое адсорбентов предлагается осуществлять с учетом двух основных факторов, влияющих на характер развития процесса нелинейности изотермы адсорбции и кинетики, определяемой внутренней и продольной диффузией. Представлены аналитические решения вну-тридиффузионных процессов адсорбции на зернах различной геометрии для произвольной нелинейной изотермы с постоянным и переменным эффективными коэффициентами диффузии, функционально зависимыми от степени заполнения адсорбционного пространства адсорбатом. Установлена связь между кинетическими и равновесными характеристиками процесса. [c.5]

    Будем предполагать, что в начальный момент времени зерно свободно от адсорбата и, если не оговорено противоположное, коэффициент диффузии /) = onst. Функция /(с) —дважды дифференцируемая, монотонно возрастающая, выпуклая, имеющая в точке с = О бесконечную производную  [c.35]

    Кельцев, Соловьев и Шумяцкий [33] предприняли попытку экспериментально подобрать приближенное уравнение для адсорбции нормальных парафиновых углеводородов на промышленных активных углях. Предварительно авторы изучили кинетику сорбции углеводородов в слое углей толш,ипой в одно зерно и установили, что эффективный коэффициент диффузии практически линейно зависит от концентрации адсорбтива и по экспоненциальному закону возрастает при увеличении степени отработки гранул адсорбента. В качестве критерия пригодности приближенного уравнения приняли такое соображение кинетический коэффициент этого уравнения должен зависеть от концентрации адсорбтива и адсорбата так же, как от них зависит эффективный коэффициент диффузии. В работах [27, 29] было обращено внимание на то, что лишь в уравнениях (10.6)—(10.8) кинетические коэффициенты изменяются по тому же закону, что и коэффициенты диффузии. Структура этих уравнений и была принята в качестве исходной. [c.214]

    Рассмотренная математическая модель внутридиффузион-ного переноса в гранулах адсорбента предполагает, что массоперенос в твердом теле полностью определяется некоторым постоянным коэффициентом диффузии. Действительно, проникание адсорбата внутрь зерна адсорбента — процесс диффузионный, а под коэффициентом диффузии D понимают количество вещества, диффундирующего в единицу времени через 1 см поверхности при градиенте концентрации, равном единице. Естественно, что нельзя ожидать, чтобы один постоянный коэффициент диффузии описал те явления, которые происходят в процессе переноса адсорбата в таких сложных пористых структурах, которыми обладают гранулы любого промышленного адсорбента. Величина D должна рассматриваться как эффективный коэффициент диффузии, значение которого зависит от структуры пор и вклада в массоперенос различных транспортных механизмов, таких как нормальная или объемная диффузия, молекулярная или кнудсенов-ская диффузия и поверхностная диффузия. Для того чтобы учесть негомогенность структуры адсорбентов, при экспериментальном и теоретическом изучении кинетики адсорбции микропористыми адсорбентами в настоящее время широко используется представление о бипористой структуре таких адсорбентов [18], которое предполагает два предельных механизма массопереноса диффузия в адсорбирующих порах (например, в кристаллах цеолита) и перенос в транспортных порах. [c.50]

    Практическое применение электроосаждения металлов — гальванопластика — было предложено русским акад. Б. С. Якоби в 1837 г. Свойства покрытий можно эффективно регулировать, добавляя в раствор органические вещества (Н. А. Изгарышев). Поэтому исследование влияния органических веществ на процессы электроосаждеиия имеет большое практическое значение. Органические вещества действуют избирательно, тормозя восстановление одних ионов и не влияя на восстановление других. В присутствии некоторых органических веществ скорость электроосаждения ряда металлов не зависит от потенциала в области адсорбции органического вещества (М. А. Лошкарев). Наблюдаемый предельный ток оказывается меньше предельного тока диффузии. Для объяснения эффекта Лошкарева выдвинуто предположение о медленном проникновении реагирующих частиц через адсорбированный слой органического вещества. Энергия активации такого процесса вызвана необходимостью деформации пленки адсорбата при проникновении ионов к поверхности электрода. Добавление органических веществ широко используется при получении гладких и блестящих покрытий (Н. Т. Кудрявцев, К. М. Горбунова, Ю. Ю. Матулис, С. С. Кругликов и др.). Органические вещества— выравниватели и блескообразователи — адсорбируются преимущественно на выступах, где создаются более благоприятные условия для доставки этих веществ к поверхности, и препятствуют осаждению металла на этих участках, в то время как углубления постепенно заращиваются. [c.247]

    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]

    Преобладание роли внешней или внутренней диффузии в размывании хроматографической полосы проявляется в зависимости от природы адсорбента и адсорбата, а также от скорости потока газа-носи-теля. Так, при больших скоростях и слабо сорбируемых веществах основная роль в размывании принадлежит внутренней диффузии. Для сильно сорбирующихся веществ при малых скоростях потока газа-носителя размывание обусловлено главным образом внешней диффузией. [c.61]

    В этих системах сама адсорбционная стадия протекает очень быстро и скорость всего процесса адсорбции лимитируется стадией подвода (диффузией) адсорбата к поверхности электрода. В результате даже при коротких импульсах происходит заметная регенерация адсорбционного слоя за счет подвода вещества из объема раствора и на кривой зависимости АС от г или от скорости развертки потенциала не удается обнаружить участка с практически постоянным значением AQ (см. рис. 1.4). В этих условиях для нахождения АСадс проводят экстраполяцию зависящих от времени величин AQ к =0  [c.13]

    Оно отличается от уравнения (2.116) тем, что сюда входит зависящая от времени концентрация адсорбата у поверхности электрода Са(0, t), связь которой с объемной концентрацией определяется законами диффузии. Если из уравнения (2.118) выразить С (0, 1) и подставить в уравнение (2.109), то получается интегро-дифференциальное уравнение, численное рещение которого при помощи ЭВМ позволяет рассчитать 0, /-зависимость в условиях смещанной адсорбционно-диффузионной кинетики. [c.82]

    Температура входит в уравнение (VIII.17) также в экспоненту поэтому с ростом Т резко уменьшается т и, следовательно, количество адсорбированного вещества y, согласно уравнению (VIII.15). С другой стороны, с ростом Т (и уменьшением т) быстрее наступает адсорбционное равновесие и увеличивается скорость процесса, обычно лимитирующего адсорбцию, а именно — диффузии адсорбата в тонкие поры адсорбента. Поэтому технологическое регулирование адсорбционного процесса [c.133]

    Адсорбция газов может возникать под действием молекулярных сил, вызывающих отклонения от законов идеальных газов и явления конденсации. Этот тип адсорбции часто называют молекулярной. Химическая адсорбция (иногда хемосорбция) вызывается силами химического сродства. Адсорбирующееся вещество (адсорбат) образует при этом поверхностные соединения. Часто скорость химической адсорбции мала при низкой температуре и растет с температурой. Это связано с тем, что процесс взаимодействия между молекулами газа и атомами поверхт ности твердого тела характеризуется активационным барьером. В гл. XIV были охарактеризованы подобные барьеры для случая диффузии. [c.385]

    Обсудим физический смысл коэффициента продольной диффузии. В ранних работах по динамике сорбции под продольной диффузией понималась молекулярная диффузия [4, 5]. В 1946 г. Пшежецкий и Рубинштейн [6] указали, что в зернистом слое может иметь место дополнительное перемешивание потоков, эквивалентное увеличению коэффициента молекулярной диффузии на несколько порядков. В 1947 г. Радушкевич [7] независимо от авторов работы [6] обратил внимание на то, что продольная диффузия в зернистолг слое не тождественна молекулярной диффузии адсорбата, а определяется такими факторами статистического характера, как неоднородность укладки и размера зерен адсорбента, а также механическими напряжениями в слое, вызванными действием стенок и материала. Использовав математический аппарат Викке, автор определил значения коэффициентов продольного переноса для так называемой равновесной задачи динамики сорбции (см. ниже). [c.210]

    Процесс релаксации в рассматриваемой макроячейке, размеры которой соизмеримы с зоной действия дисперсионного взаимодействия, происходит за очень малый промежуток времени, после чего состаа макроячейки изменяется за счет диффузии в адсорбент и из адсорбата.Поскольку частота установления и отклонения от состояния равновесия в макроячейке (зоне взаимодействия) очень велико то можно утверждать, что в области границы раздела фаз устанавливается состояние динамического равновесия и распределение компонентов в этой зоне можно характеризовать Я=1. [c.112]

    Газовые угли предназначены для улавливания относительно плохо сорбирующихся комнопентов (например, этилена) или паров, присутствующих в газах в небольшой концентрации. Кроме того, этот сорт углей может быть применен и для очистки вод от примесей веществ с небольшим размером молекул, в частности для дезодорации питьевой воды, извлечения иода из буровых вод и т. д. Газовые угли должны обладать большим объемом микропор, высокой крутизной изотермы (следовательно, малой величиной структурной константы Б) и умеренно развитой переходной пористостью, обеспечивающей интенсивность диффузии адсорбата внутрь зерна адсорбента (не ниже 0,1 см /г). [c.90]

    Интенсификация процесса поглощения примеси за счет поверхностной диффузии особенно отчетливо проявляется при сопоставлении скорости адсорбции таких веществ, как вода, цеолитами со связующими и без связующего. В последнем случае, как указывалось, вторичная пористая структура составлена сростками кристаллов цеолита и транспорт адсорбата эффективно происходит по поверхности этой силикатной поверхности, что значительно убыстряет процесс поглощения в целом. Поэтому скорость поглощения воды цеолитом без свя35 -ющего значительно выше, чем у обычных типов цеолитов, где вторичные поры выстланы не активным в кинетическом отношении материалом — глиной. Как будет показано ниже, в некоторых случаях это свойство цеолитов без связующего становится решающим при выборе типа адсорбента для решения конкретной задачи. Кинетика адсорбции [18] часто определяет выбор поглотителя. [c.189]

    Оценка вклада скорости диффузии во вторичной пористой струтуре в общую скорость. процесса может быть проведена путем сравнения скорости десорбции углеводородов из гранул разного размера нри прочих равных условиях. На рис. 9,2 представлены кинетические кривые десорбции к-пентана нрп двух температурах (30 и 60 °С) из гранул цеолита NaX с размерами d=l = AuM и d=l = = 2 мм. Из сопоставления этих кривых можно судить о величине составляющей общей скорости процесса, приходящейся на диффузию во вторичных порах. Некоторое различие в кинетике десорбции из гранул разного размера обнаруживается только в начальный период, соответствующий удалению адсорбата из объема адсорбционных полостей. Практически полное совпадение кинетических кривых на втором участке свидетельствует о том, что в условиях вакуума [c.193]

Смотреть страницы где упоминается термин Адсорбат диффузия: [c.545]    [c.21]    [c.50]    [c.70]    [c.296]    [c.122]    [c.217]    [c.411]   
Физическая химия поверхностей (1979) -- [ c.431 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Адсорбат



© 2025 chem21.info Реклама на сайте