Адсорбционные процессы тепловой эффект

Независимо от типа катализаторов первичным актом химического превращения, протекающего на их поверхности, является адсорбция реагентов, поэтому активность гранулы катализатора зависит не только от химического состава активных компонентов, но и от структуры кристаллической решетки, конфигурации и размера пор и их распределения. Существенное значение имеют также эффекты, связанные с транспортом массы и тепла необходимо учитывать влияние возникающих градиентов концентраций и температур. Таким образом, необходимо детальное изучение адсорбционных процессов, сопутствующих химическим реакциям. [c.21]

В адсорбционных процессах энергия молекул или атомов адсорбента изменяется. Механизм адсорбционного катализа тесно связан с энергетическими изменениями в системе. Чтобы объяснить энергетические изменения в каталитических адсорбционных процессах, следует изучить отдельные компоненты, составляющие общий тепловой эффект, т. е. 1) теплоту адсорбции, соответствующую энергии, освобождаемой в виде тепла при адсорбции 2) разные тепловые эффекты химической реакции, происходящей на адсорбенте, например теплоту образования, теплоту диссоциации и т. д., и 3) теплоту активации, которая тесно связана со скоростью реакции и используется для оценки каталитического эффекта. Каждый из тепловых эффектов подчинен своим законам, а также имеется определенное соотношение между тепловыми эффектами в зависимости от изменений физических условий, при которых идет тот или иной адсорбционный каталитический процесс. Величина тепловых эффектов зависит от температуры. Было бы полезно при формулировке общего понятия величины энергии в адсорбционном катализе указывать на отдельные типы тепловой энергии. Общим для любого химического процесса при энергетической оценке реагирующей системы является деление энергии на потенциальную и кинетическую. [c.144]

Тепловой эффект адсорбционных процессов. Адсорбция газов и паров, как правило, сопровождается значительным выделением тепла, которое должно учитываться, так как с ним связано повышение температуры в аппарате, сдвигающее процесс в нежелательном направлении. [c.659]

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]

В заключение остановимся на температурной зависимости адсорбции в пористых телах. Простые опыты с системой поршень — цилиндр показывают, что при гистерезисе системы в цикле должна теряться механическая работа (т. е. должно выделяться тепло). В необратимых процессах этого типа изменение энтропии при небольших смещениях системы из состояния равновесия не равно бд/Т. Поэтому, как отмечает Ла-мер [16], в этом случае уравнения типа уравнения (ХП1-16), полученные на основе второго закона термодинамики, теряют ясный физический смысл. В гистерезисных системах, конечно, можно получить два ряда значений относящихся к адсорбционной и десорбционной ветвям. Обычно эти величины не равны друг другу и ни одна из них не соответствует калориметрической теплоте адсорбции. Этот эффект можно объяснить локальной необратимостью системы. Адсорбция при увеличении х на 8х не эквивалентна десорбции при последующем уменьшении относительного давления на ту же величину бх. Поэтому к данным по изостерическим теплотам адсорбции и ин- [c.498]

При смачивании водой дисперсных систем наблюдается значительное выделение тепла, определяющее процесс адсорбционного смачивания поверхности частиц жидкостью. Величина этого теплового эффекта одного порядка с экзотермическим химическим процессом образования гидратов. [c.397]

Адсорбционная связь — истинная гидратация. В гидрофильных коллоидных системах она осуществляется путем связывания полярных молекул воды полярными группами высокополимеров. Процесс гидратации экзотермичен. Так, А. В. Думанский отмечает, что при адсорбции 1 г воды любым адсорбентом (безразлично, органическим или неорганическим), выделяется около 75 шл тепла. При этом наибольший тепловой эффект дает первый адсорбционный сдой, последующие — во много раз меньший. [c.353]

Продолжительность процесса десорбции в значительной мере зависит от скорости подвода тепла к адсорбенту. Очевидно, что подвод тепла только за счет продуваемого газа из-за значительного гидравлического сопротивления слоя при больших скоростях газа ограничивает дальнейшую интенсификацию процесса десорбции в неподвижном слое. Дополнительный подвод тепла в такой слой за счет греющих элементов хотя и позволяет интенсифицировать процесс регенерации адсорбентов, но приводит к неравномерному нагреванию частиц по слою. Перевод адсорбционных установок на непрерывный режим работы требует разработки непрерывных методов регенерации адсорбентов. В этой связи значительный интерес представляет предложенный в последние годы метод проведения процесса десорбции в кипящем слое, который обладает определенными преимуществами перед неподвижным слоем [45]. Особенно выгодным оказывается применение этого метода в процессах регенерации цеолитов, используемых при осушке газов, когда не требуется рекуперировать целевой продукт для дальнейшего использования.,В процессах же рекуперации летучих растворителей отрицательный эффект разбавления целевого продукта псевдоожижающим агентом может быть преодолен многократной циркуляцией газа через слой адсорбента. Большое распространение в промышленной практике получил также непрерывный метод десорбции в движущемся слое адсорбента. [c.83]

Наряду с положительными сторонами процесса во взвешенном слое (интенсификация тепло- и массообмена, возможность работы в непрерывном режиме при больших скоростях потоков и тд.) следует отметить и недостатки, связанные в основном с перемешиванием твердой фазы во взвешенном состоянии. Перемешивание приводит к широкому разбросу времени пребывания во взвешенном слое отдельных порций адсорбента и, следовательно, к неравномерности их обработки. Исследования показывают, что в одноступенчатом аппарате нельзя добиться высокой степени обработки адсорбента Кроме того, при больших высотах слоя трудно осуществить хорошо организованное кипение твердой фазы. Проскок газовой фазы в виде пузырей, явления капало - и поршнеобразо-вания значительно снижают эффективность адсорбционных процессов при больших высотах слоя. Для снижения отрицательных эффектов, обусловленных всеми этими причинами, процесс проводят в многоступенчатых аппаратах. [c.215]

Характеристики процесса коксоотложения на неизотермическом зерне сильно зависят от конкретных значений параметров математической модели. Практически важные величины модуля Тиле лежат обычно в пределах 0,5—45, теплового параметра — в пределах 0,01—0,25, а для основной реакции и Yf реакций коксоотложения — в пределах 2—65, Параметры, характеризующие внешний тепло- и масооперенос, менялись от 0,5 до 10 для числа Ми и от 20 до 50 000 для числа Обычные для констант адсорбционного равновесия значения лежат в пределах от 1 до 20, а безразмерные тепловые эффекты при адсорбции— от 5 до 20. В работе [6.17], в частности, расчеты по стационарной диффузионной модели вели для 7 = 20, Ка = = Кс =Ю и /гхд=/1кс=5. р было выбрано равным 0,02, в зависимости от того, экзо- или эндотермична основная реакция. [c.135]

При быстром нагревании тонкодисперсного порошка СаСОз (353 К в минуту) возникающие на поверхности мельчайших кристаллов СаО адсорбционные комплексы СаО-СОг аде могут сохраняться длительное время. Для разрушения их в таких условиях протекания реакции требуется дополнительное количество тепла. Тепловой эффект реакции диссоциации СаСОз в таком случае становится наибольшим (176 кДж/кг). В присутствии ионов Fe + адсорбционный кемплекс разрушался из-за протекания реакции между Ре + и СОг и процесс декарбонизации интенсифицировался. Поэтому соединения, содержащие двухвалентное железо, — вюстит, магнетит и др. — являются катализаторами процесса декарбонизации. [c.177]

По мере адсорбции растворителя температура в зоне активной адсорбции повышается вследствие выделения теплоты адсорбции. Это тепло передается газу, который уносит ее в следующие зоны слоя и тем самым нагревает уголь перед зоной активной адсорбции (за счет частичного охлаждения потока). Следовательно, выс0котемпературная зона перемещается по высоте слоя адсорбента, вызывая, в конце концов, значительное повышение температуры выходящего газа и соответствующее снижение адсорбционной емкости по сравнению с возможной в условиях изотермического режима. Снижение адсорбционной емкости, обусловленное этим эффектом, можпо резко уменьшить, испаряя воду из угля во время периода адсорбции. Поскольку для регенерации обычно применяется водяной пар, регенерированный уголь оказывается насыщенным водой. При адсорбции растворителей, легко вытесняющих воду из угля, достигается достаточное охлаждение вследствие ее испарения и предварительное охлаждение слоя не требуется. В период регенерации через слой угля в течение 15—60 мин. пропускают водяной пар низкого давления. Начальная порция водяного нара служит главным образом для нагрева слоя до температуры регенерации при этом пар конденсируется. Конденсация некоторого дополнительного количества водяного пара является источником тепла десорбции, требуемого для удаления растворителя. Остальное количество водяного пара служит как отдувочный агент, одновременно снижая парциальное давление растворителя в паровой фазе и удаляя пары растворителя из системы. Согласно литературным данным [36] нри рационально заироектированной системе удельный расход водяного нара лежит в пределах 3—5 кг на 1 кг регенерированного растворителя. Примерно такой же удельный расход (см. ниже стр. 311) считают типичным для процесса актикарбон. [c.310]