143.Фазовое равновесие при адсорбции. Изотермы адсорбции

Концентрация распределенного вещества в парогазовой смеси и адсорбенте при их взаимодействии определяется многими параметрами:

• Физико-химическими свойствами веществ,

• Видом адсорбента,

• Давлением,

• Температурой.

При определенных условиях эта концентрация может достигать равновесного состояния, т.е. количество поглощенных молекул равно количеству десорбируемых. Такое фазовое равновесие выражается различными зависимостями, из которых наиболее простыми являются:

Уравнение Ленгмюра

Уравнение Фрейндлиха

,

которое можно преобразовать к виду:

массовая

мольная

– парциальное давление переходящего компонента в парогазовой смеси (Па)

- равновесная концентрация адсорбтива в твердом поглотителе

- равновесная концентрация поглощаемого вещества в парогазовой смеси или растворе.

Приведенные зависимости можно представить графически в координатах:

в виде кривых, называемых изотермами адсорбции.

Вид изотерм существенно зависит от природы поглощаемого вещества.

Считается, что равновесная концентрация тем выше, чем больше молекулярный вес поглощаемого газа, а в случае растворов – чем меньше растворимость поглощаемого вещества в жидкости.

Давление и температура также существенно влияют на равновесие при адсорбции. С температуры равновесная концентрация , т.е. согласно зависимостям с в парогазовой смеси и температуры равновесная концентрация .

При адсорбции смеси паров компанентов обнаружено, что адсорбируются все компонен6ты смеси. Причем степень адсорбции каждого компонента ниже адсорбции 1 в тех же условиях, а соотношение их концентраций в адсорбенте будут обратно прапорциональны их относительной летучести.

144. Кинетика адсорбции. Расчетно-графические зависимости.

Согласно опытным данным диффузионное сопротивление внутри твердого адсорбента незначительно по сравнению с внешним сопротивлением. При расчетах в основное уравнение массопередачи вместо коэффициента массопередачи принимают коэффициент массоотдачи :

Значение объемного коэффициента массоотдачи определяется по критериальным уравнениям, полученным на основе эксперементальных данных на основе различных гидродинамических режимов.

A,m,n – коэффициенты, зависящие от гидродинамического режима, т.е. от .

Кроме гидродинамического режима движения на вид критериального уравнения и состояние слоя адсорбента:

- неподвижный слой,

- слой адсорбента во взвешенном состоянии.

145. Типовые конструкции адсорберов с неподвижным, кипящим и движущемся слоем адсорбента.

1) с неподвижным слоем

Вертикальный аппарат периодического действия с неподвижным слоем адсорбера:

1. Корпус

2. Барбатер, для подачи острого пара при десорбции,

3. Штуцер для отвода паров при десорбции,

4. Штуцер для отвода конденсата при десорбции,

5. Люк для загрузки адсорбента,

6. Люки для выгрузки адсорбента.

2) с кипящим слоем

1- Корпус

2- циклонное устройство,

3- газораспределительная решетка,

4- патрубок подвода свежего адсорбента,

5- патрубок отвода отработавшего адсорбента,

6-взвешенный слой адсорбента.

3) с движущемся слоем адсорбента

146. Расчет адсорберов. Время защитного действия сорбента.

147.общая характеристика процесса экстракции. Область применения.

148. Равновесие системы при экстракции. Коэффициент распределения.

Поскольку процесс экстракции подчиняется общим законам массопередачи, то для него уравнение материального баланса:

Интегрирование этого уравнения зависит от условий проведения экстракции.

1.однократный контакт

2. многократный контакт

3.противоточная экстракция жидкости взаимнонерастворимы.

уравнение рабочей линии:

149. Кинетика экстракции.

При экстракции, как и при других массообменных процессах, перенос распределенного компанента из Ж в Ж осуществляется за счет молекулярной и конвективной диффузии. При этом кинетические закономерности процесса описываются основным уравнением массопередачи:

В свою очередь можно записать следующее:

Согласно приведенным зависимостям скорость процесса прямо пропорциональна движущей силе процесса и обратно пропорциональна диффузионному сопротивлению.

1. в каплях диспергированной жидкости мало по сравнению с в сплошной фазе

2. сосредоточено в дисперсионной фазе и в сплошной фазе можно пренебречь

3. в сплошной и дисперсионной фазах пренебрегать нельзя, т.к. они соизмеримы