Навігація
Головна
Адсорбція газових домішокКінетика адсорбціїОчищення стічних вод адсорбцієюКоагулирование домішок водиХемосорбція газових домішокТермоокислению домішок стічних водДезодорація і дегазація розчинених домішокВідцентрове осадження домішок із стічних водПроцеси дифузії шкідливих домішок в атмосферірозсіювання домішок в атмосфері
 
Головна arrow Екологія arrow Теоретичні основи захисту навколишнього середовища
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Массоперенос при адсорбції домішок

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">
data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

Поглинальна здатність адсорбентів виражається концентрацією адсорбата в масової або об'ємної одиниці адсорбенту. Процес адсорбції супроводжується виділенням теплоти, тому зниження температури сприяє його проведенню.

Рівновага при адсорбції. Незалежно від природи адсорбційних сил на величину адсорбції і рівновагу процесу впливають такі чинники: природа поглощаемого речовини; температура; тиск; домішки у фазі, з якої поглинається речовина.

Природа поглощаемого речовини - вважається, що рівноважна концентрація в адсорбенті тим вище, чим більше молекулярна вага поглощаемого газу, а у разі розчинів - чим менше розчинність поглощаемого речовини в рідині.

Адсорбція прискорюється при зниженні температури або при підвищенні тиску. Ці ж фактори впливають на процес десорбції у зворотному напрямку. Десорбція прискорюється з підвищенням температури адсорбенту і зниженням тиску, а також при пропущенні через адсорбент парів, які витісняють поглинене речовину.

Домішки у фазі, з якої поглинається речовина - при наявності у фазі, з якої адсорбент поглинає речовина А, конкуруючого (витісняє) речовини В, тобто речовини, також здатного поглинатися цим адсорбентом, зменшується рівноважна концентрація речовини A в адсорбенті. У цьому випадку речовина В або частково, або повністю витісняє або заміщає речовина А в адсорбенті.

З плином часу при адсорбції настає рівновага, при якому встановлюється певна залежність між концентрацією адсорбируемого речовини Х (кг / кг адсорбенту) і його концентрацією Н в газовій фазі:

(7.61)

де Y - рівноважна концентрація інертної частини газової суміші, кг / кг; А, n - коефіцієнти, що визначаються дослідним шляхом (причому n ≥ 1).

Залежність (7.61) величини адсорбції цільового компонента в умовах рівноваги між фазами при постійній температурі називають ізотермою адсорбції. Існує п'ять типів ізотерм фізичної адсорбції парів (рис. 7.9).

Ізотерма, показана на рис. 7.9, а, відповідає мономолекулярної ленгмюровских адсорбції; ізотерми на рис. 7.9, б, в - мономолекулярної та полі молекулярної адсорбції. Ізотерми, наведені на рис. 7.9, г, д, відповідають випадку, коли мономолекулярна та полі молекулярна адсорбції супроводжуються капілярної конденсацією.

Рівняння (7.61) можна представити в іншому вигляді (так як концентрація компонента в газовій суміші при постійній температурі пропорційна його тиску):

(7.62)

де A 1 - коефіцієнт; р - рівноважний тиск поглинається речовини в парогазової суміші, Па.

При високих температурах або малих парціальних тисках ізотерми адсорбції аппроксимируются законом Генрі:

(7.63)

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

де - кількість поглиненої речовини, кг / кг (адсорбенту) або кг / м 3; A p - константа фазового рівноваги; р i - парціальний тиск компонента в газі.

У практичних розрахунках широко використовується рівняння Фрейндліха:

(7.64)

де А 1 і n - коефіцієнти.

Для мономолекулярної фізичної адсорбції використовується рівняння Ленгмюра:

Рис. 7.9. Типи ізотерм адсорбції (а - д)

(7.65)

де b - коефіцієнт; a m - гранична величина адсорбції.

Універсальний характер має рівняння Брунауер - Еммет - Теллер (БЕТ), яке описує мономолекулярну і багатошарову адсорбцію:

(7.66)

На поглинаються молекули з боку поверхні адсорбенту діє сила тяжіння, пропорційна адсорбционному потенціалу:

(7.67)

Серйозним відхиленням від реальних характеристик адсорбції є і припущення про изотермичности процесу. Адсорбція може бути ізотермічної тільки при відповідній організації тепловідводу із зони конденсації. В інших випадках теплота, що виділяється при конденсації адсорбата і змочуванні поверхні адсорбенту, піде на нагрівання оброблюваного газу, часток адсорбенту.

Матеріальний баланс процесу адсорбції. Процеси адсорбції проводять періодично або, якщо адсорбент рухається через апарат, безперервно. Матеріальний баланс таких процесів виражається рівнянням, загальним для всіх процесів масопередачі:

(7.68)

де G - витрата парогазової фази; L - витрата адсорбенту; у - робочі концентрації адсорбируемого речовини в парогазової фазі або розчині; x - робочі концентрації адсорбируемого речовини в адсорбенті.

Адсорбція в шарі нерухомого адсорбенту є періодичним процесом, при якому концентрація поглинається речовини в адсорбенті і в парогазової фазі змінюється в часі і в просторі.

Загальний матеріальний баланс по сорбіруємості речовині в елементі за час dt без урахування поздовжнього перемішування газового потоку виражається рівнянням

(7.69)

Рівність (7.69) називають диференціальним рівнянням матеріального балансу періодичного процесу адсорбції в шарі нерухомого адсорбенту.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Cхожі теми

Адсорбція газових домішок
Кінетика адсорбції
Очищення стічних вод адсорбцією
Коагулирование домішок води
Хемосорбція газових домішок
Термоокислению домішок стічних вод
Дезодорація і дегазація розчинених домішок
Відцентрове осадження домішок із стічних вод
Процеси дифузії шкідливих домішок в атмосфері
розсіювання домішок в атмосфері
 
Дисципліни
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук