- •2.5. Содержание и выполнение курсового проекта
- •2.6. Содержание самостоятельной работы студента
- •3. Рекомендуемая литература
- •Статика процессов
- •2. Материальный баланс
- •3. Энергетический /тепловой/ баланс
- •4. Кинетика процессов
- •5. Основной размер аппарата
- •6. Технико-экономический анализ
- •1/ Физическое моделирование
- •2/ Математическое моделирование
- •3/ Элементное моделирование
- •1/ Разделение газовых неоднородных систем
- •2/ Разделение жидких неоднородных систем
- •Часть 4
- •3/ Псевдоожижение
- •4/ Перемешивание
- •1. Перемешивание газов.
- •2. Перемешивание ньютоновских жидкостей.
- •3. Перемешивание неньютоновских жидкостей
- •4. Перемешивание твердых сыпучих материалов.
- •Испытание элементного теплообменника
- •Конденсатор
- •Кипятильник
- •1. Тепловая нагрузка аппарата.
- •2. Средняя разность температур.
- •3. Расчётный коэффициент теплопередачи.
- •Выпаривание
- •Схемы выпаривания
- •Выпаривание
- •Некоторые свойства растворов при выпаривании
- •1. Растворимость.
- •2. Движущая сила и температурные депрессии.
- •3. Теплота растворения.
- •Многократное выпаривание
- •1. Материальный баланс.
- •2. Тепловой баланс.
- •Баланс тепла:
- •3. Полезная разность температур.
- •Распределение полезной разности температур.
- •4. Поверхность теплопередачи.
- •Оптимальное число корпусов выпарной установки.
- •5. Конструкции выпарных аппаратов.
- •Особенности расчёта коэффициента теплопередачи.
- •Перегонка Простая, периодического действия.
- •Непрерывная перегонка.
- •Перегонка с водяным паром.
- •Молекулярная перегонка.
- •Ректификация
- •Материальный баланс
- •Тепловой баланс
- •Уравнения линий рабочих концентраций
- •Оптимальное число флегмы
- •Ректификационные аппараты
- •См. Следующую страницу
- •Расчёт основных размеров колонного аппарата.
- •1. Диаметр колонны.
- •2. Высота колонны.
- •Расчёт тарельчатой ректификационной колонны.
- •Физические свойства компонентов.
- •Расчёты
- •1. Материальный баланс.
- •2. Флегмовое число.
- •3. Высота колонны.
- •4. Диаметр колонны.
- •5. Тепловой баланс.
- •Формы связи влаги с материалом
- •Параметры влажного материала.
- •Конвективная сушка. Параметры влажного воздуха.
- •Диаграмма состояния воздуха.
- •Статика сушки.
- •Материальный баланс.
- •Тепловой баланс. Теоретическая сушилка.
- •Действительная сушилка.
- •Варианты конвективной сушки с представлением на энтальпийной диаграмме.
- •Первый период сушки
- •Второй период сушки
- •1. Прямоток.
- •2. Противоток
- •3. Схема абсорбции с рециркуляцией жидкости.
- •1.Опорная тарелка. 2. Шаровая насадка. 3.Ограничительная тарелка. 4.Оросительное устройство. 5.Брызгоотбойник.
- •Принципиальные схемы экстракции.
- •1. Однократная экстракция для частично растворимых жидкостей.
- •2. Многократная экстракция для частично растворимых жидкостей.
- •Материальный баланс.
- •3. Противоточная экстракция для частично растворимых жидкостей.
- •Адсорбция
- •Краткая история.
- •Адсорбенты.
- •Теории адсорбции.
- •Равновесие в процессе адсорбции.
- •Принципиальные схемы адсорбции
- •Адсорбция с неподвижным зернистым адсорбентом.
- •Частные случаи.
- •Резюме.
- •Адсорбция с псевдоожиженным стационарным слоем адсорбента
- •Адсорбция с движущимся зернистым адсорбентом
- •Расчёт адсорбера.
- •Кристаллизация
- •Методы кристаллизации
- •Статика
- •Кинетика
- •Образование центров кристаллизации.
- •Рост кристаллов.
- •Конструкции кристаллизаторов
- •Расчёт кристаллизаторов.
- •1. Материальный баланс.
- •2. Тепловой баланс.
- •3. Расчёт основных размеров.
- •Содержание
- •Приложения
Адсорбция
Адсорбция – избирательное поглощение газов, паров или растворенных в жидкостях веществ твёрдым поглотителем – адсорбентом.
Поглощаемое вещество носит название адсорбата или адсорбтива.
Адсорбция – обратимый процесс. Процесс выделения адсорбтива называется десорбцией.
При химическом взаимодействии адсорбента и адсорбтива процесс поглощения называется хемосорбцией. Например, поглощение хлора твёрдым едким натром (натронной известью).
Адсорбция применяется главным образом при небольших концентрациях поглощаемого вещества (адсорбтива) в исходной смеси. Ее преимущество перед другими методами разделения – практически полное извлечение адсорбтива.
Адсорбция широко используется при осветлении растворов (например, сахарных сиропов), при очистке и сушке газов (например, природного газа), при выделении некоторых компонентов из реакционных газов (например, выделение ароматических углеводородов из коксового газа), при гетерогенном катализе, когда исходные реагенты адсорбируются на катализаторе и десорбируются при реакции.
При покраске различных изделий летучие растворители переходят в воздух за счёт испарения. В целом по стране потери этих ценных растворителей очень велики, к тому же они загрязняют атмосферу. Адсорбция позволяет почти полностью извлечь летучие растворители из их смеси с воздухом.
Адсорбция применяется в системе кондиционирования воздуха жилых и производственных помещений. В пищевых блоках адсорбция устраняет раздражающие дымы и запахи.
Адсорбция в значительной мере используется в физико-химическом анализе, например, в хроматографии (сочетание адсорбции и хемосорбции с образованием окрашенного химического соединения).
Адсорбция учитывается при выборе строительных материалов при строительстве жилых, промышленных, медицинских и общественных зданий. Например, запрещается применять меловую побелку в больницах и пищевых блоках.
Адсорбция используется в технике безопасности: промышленные противогазы, спецодежда и т.д. Правила ТБ запрещают нахождение работника в спецодежде вне служебного помещения.
Краткая история.
Ведущие позиции в развитии процесса адсорбции принадлежали отечественным учёным. Так, в 1785 году русский академик Т.Е. Ловиц открыл адсорбционные свойства активированного угля. В 1915 году Н. Зелинский создал угольный противогаз. С 1929 года Н.А. Шилов провел теоретические обогащения процесса адсорбции. С 1935 года адсорбцией стала заниматься школа академика М.М. Дубинина. Далее можно отметить работы О.М. Тодеса, П.Г. Романкова, Е.Н. Серпиновой и др.
Адсорбенты.
В качестве адсорбентов обычно применяют пористые твёрдые вещества, к которым предъявляются следующие требования:
Большая удельная поверхность.
Избирательность или селективность.
Обратимость процесса (возможность десорбции).
Негорючесть.
Термостойкость.
Механическая прочность.
Низкая стоимость.
В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяют адсорбенты, представленные в таблице 11.
Таблица 11. Физические свойства адсорбентов.
Наименование |
Формула |
Поверхность 1 г м2 |
Термостойкость |
Применение |
1.Активированный уголь |
С |
600-1700 |
200 |
Органические вещества |
2. Силикагель |
|
400-770 |
300 |
Осушка газов |
3. Алкмогель |
|
200-400 |
200 |
Осушитель |
4. Цеолиты |
|
10-400 |
300 |
Разнообразное |
По размеру твёрдых частиц различают адсорбенты:
1. Зернистые, 2-8 мм,
2. пылевидные, 50-200 мкм.
Различают поры в адсорбенте:
1) макропоры до мм,
2) переходные поры от до мм,
3) микропоры от до мм.
Полагают, что ведущая роль в адсорбции принадлежит порам 1) и 2).