Контрольные вопросы

1. Что такое процесс абсорбции?

2. Что такое физическая и что такое химическая абсорбция?

3. Как называется обратный процесс физической абсорбции?

4. Для чего применяют процесс абсорбции?

5. От каких параметров состояния зависит содержание газа в растворе?

6. Какой закон описывает в состоянии равновесия при постоянных температуре и общем давлении, взаимосвязь между парциальным давлением газа А и составом жидкой фазы?

7. Укажите, для каких растворов справедлив закон Генри?

8. Что такое коэффициент распределения и что он характеризует?

9. Как определить скорость абсорбции?

10. Всегда ли справедлив закон Генри, и какие отклонения от него наблюдаются?

Глава 8. Адсорбция

8.1. Общие сведения

Под адсорбцией понимается процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси или раствора твердым веществом - адсорбентом. Поглощаемое вещество носит название адсорбата или адсорбтива.

Процессы адсорбции (как и другие процессы массопередачи) избирательны и обычно обратимы. Благодаря их обратимости становится возможным выделение поглощенных веществ из адсорбента, или проведение процесса десорбции.

Адсорбция применяется главным образом при небольших концентрациях поглощаемого вещества в исходной смеси, когда требуется достичь практически полного извлечения адсорбтива. В тех случаях, когда концентрация поглощаемого вещества в исходной смеси велика, обычно выгоднее использовать абсорбцию.

Процессы адсорбции широко применяются в промышленности при очистке и осушке газов, очистке и осветлении растворов, разделении смесей газов или паров, в частности, при извлечении летучих растворителей из их смеси с воздухом или другими газами (рекуперация летучих растворителей) и т.д. Еще сравнительно недавно адсорбция применялась в основном для осветления растворов и очистки воздуха в противогазах. В настоящее время ее используют для очистки аммиака перед контактным окислением, осушки природного газа, выделения и очистки мономеров в производствах синтетического каучука, смол и пластических масс, выделения ароматических углеводородов из коксового газа и для многих других целей. В ряде случаев после адсорбции поглощенные вещества выделяют (десорбируют) из поглотителя. Процессы адсорбции часто сопутствуют гетерогенному катализу, когда исходные реагенты адсорбируются на катализаторе, а продукты реакции десорбируются (например, при каталитическом окислении двуокиси серы в трехокись на поверхности платинового катализатора).

Значение адсорбционных процессов сильно возросло за последнее время вследствие расширения потребности в веществах высокой чистоты.

Различают физическую и химическую адсорбцию. Физическая адсорбция обусловлена взаимным притяжением молекул адсорбата и адсорбента под действием сил Ван-дер-Ваальса и не сопровождается химическим взаимодействием адсорбированного вещества с поглотителем. При химической адсорбции, или хемосорбции, в результате химической реакции между молекулами поглощенного вещества и поверхностными молекулами поглотителя возникает химическая связь.

При поглощении паров адсорбция иногда сопровождается заполнением пор адсорбента жидкостью, образующейся в результате конденсации паров (капиллярная конденсация). Конденсация происходит вследствие понижения давления пара над вогнутым под действием сил поверхностного натяжения мениском жидкости в капиллярах.