ПРОЦЕССЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Равновесие при адсорбции

Поглотительная способность адсорбентов выражается концентраци­ей адсорбата в массовой или объемной единице адсорбента. Процесс ад­сорбции сопровождается выделением тепла, поэтому снижение температу­ры способствует его проведению.

Независимо от природы адсорбционных сил на величину адсорбции влияют следующие факторы: природа поглощаемого вещества; темпера­тура; давление; примеси в фазе, из которой поглощается вещество.

Природа поглощаемого вещества - считается, что равновесная кон­центрация в адсорбенте тем выше, чем больше молекулярный вес погло­щаемого газа, а в случае растворов - чем меньше растворимость поглощае­мого вещества в жидкости.

С повышением температуры при прочих равных условиях равно­весная концентрация уменьшается.

С ростом давления в парогазовой фазе равновесная концентрация X увеличивается.

Примеси в фазе, из которой поглощается вещество. При наличии в фазе, из которой адсорбент поглощает вещество А, конкурирующего (вы­тесняющего) вещества В, т. е. вещества, также способного поглощаться этим адсорбентом, уменьшается равновесная концентрация вещества А в адсорбенте. В этом случае вещество В либо частично, либо полностью вы­тесняет или замещает вещество А в адсорбенте.

С течением времени при адсорбции наступает равновесие, при кото­ром устанавливается определенная зависимость между концентрацией ад­сорбируемого вещества Х (кг/кг адсорбента) и его концентрацией Y в газо­вой фазе:

X = AY1/n, (4.61)

Где Y - равновесная концентрация инертной части газовой смеси, кг/кг; А, п - коэффициенты, определяемые опытным путем (причем n > 1).

Зависимость (4.61) величины адсорбции целевого компонента в ус­ловиях равновесия между фазами при постоянной температуре называют изотермой адсорбции.

Существует пять типов изотерм физической адсорбции паров. Они приведены на рис. 4.11.

Равновесие при адсорбции

А б в г д

Рис. 4.11. Типы изотерм адсорбции.

Изотерма типа а) соответствует мономолекулярной ленгмюровской адсорбции; изотермы типа б), в) - мономолекулярной и полимолекулярной адсорбции. Изотермы типа г) и д) соответствуют случаю, когда мономоле­кулярная и полимолекулярная адсорбции сопровождаются капиллярной конденсацией.

Уравнение (4.61) можно представить в другом виде (т. к. концент­рация компонента в газовой смеси при постоянной температуре пропор­ционально его давлению):

X=ArP1/n, (4.62)

Где A1 - коэффициент; Р - равновесное давление поглощаемого вещества в парогазовой смеси, Па.

Основные факторы, влияющие на адсорбцию - это свойства адсор­бента, температура, давление, свойства поглощаемых веществ, состав фазы, из которой вещества адсорбируются.

Адсорбция ускоряется при понижении температуры или при повы­шении давления. Эти же факторы влияют на процесс десорбции в обрат­ном направлении. Десорбция ускоряется с повышением температуры ад­сорбента и снижением давления, а также при пропускании через адсорбент паров, вытесняющих поглощенное вещество.

При высоких температурах или малых парциальных давлениях изо­термы адсорбции аппроксимируются законом Генри:

A*= Ар • P, (4.63)

Где а* - количество поглощенного вещества, кг/кг (адсорбента) или кг/м3; Ар - константа фазового равновесия; р - парциальное давление компонента в газе.

В практических расчетах широко используется уравнение Фрейн - длиха:

* л П

A = А1 • pn, (4.64)

Где А1 и n - коэффициенты.

Для мономолекулярной физической адсорбции используется уравне­ние Ленгмюра:

A * = b • am • p /(1 + b • p), (4.65)

Где b - коэффициент; am - предельная величина адсорбции.

Универсальный характер имеет уравнение Брунауер-Эммет-Теллер (БЭТ), описывающее мономолекулярную и моногослойную адсорбцию:

А' = С' am' P / Ps ( )

(1 - p / Ps )[1 + (c - 1)p / Ps ]. (4 66)

На поглощаемые молекулы со стороны поверхности адсорбента дей­ствует сила притяжения, пропорциональная адсорбционному потенциалу:

E = R • T • ln ps / p. (4.67)

Серьезным отклонением от реальных характеристик адсорбции явля­ется и предположение об изотермичности процесса. Адсорбция может быть изотермической только при соответствующей организации теплоот - вода из зоны конденсации. В иных случаях тепло, выделяемое при конден­сации адсорбата и смачивании поверхности адсорбента, пойдет на нагрев обрабатываемого газа, частиц адсорбента.

ПРОЦЕССЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Классификация промышленных отходов

Классификация промышленных отходов (ПО), образующихся в ре­зультате производственной деятельности человека, необходима как сред­ство установления определенных связей между ними с целью определения оптимальных путей использования или обезвреживания отходов. Обобщение и анализ …

Схемы абсорбционных процессов

В практике абсорбции используются несколько принципиальных схем проведения процесса. Наиболее широко применяются прямоточная (рис. 4.7,а) и противоточная (рис. 4.7,б) схемы. Абсорбция G X Z, X н G Y Xк Б) …

Биохимические процессы защиты окружающей среды

Биохимические методы применяют для очистки хозяйственно - бытовых и промышленных сточных вод от многих растворенных органи­ческих и некоторых неорганических (сероводорода, сульфидов, аммиака, нитритов) веществ. Процесс очистки основан на способности микроорга­низмов …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.