Контрольні запитання

1. Що таке адсорбція та її значення у промисловості?

2. Види адсорбентів

3. Класифікація та конструкції адсорберів

4. Типи промислових адсорберів та їх призначення

5. Ізотерми адсорбції

6. Швидкість адсорбції

7. Що таке динамічна адсорбційна активність шару адсорбенту, вихідна кон-центрація сорбенту у газовому потоці, як вони знаходяться Рівняння Шилова.

8. Визначення часу захисної дії шару адсорбенту, коефіцієнту захисної дії шару адсорбенту та втрати часу захисної дії шару адсорбенту

Лабораторна робота №11

Визначення адсорбційної активності та часу захисної дії шару адсорбенту

Мета роботи - експериментальне дослідження процесу адсорбції.

1. Теоретичні основи

Адсорбція - це процес поглинання газу, пару або розчиненої речовини по­верхнею твердого тіла (адсорбенту) .Активність є основною характеристикою адсорбенту. Динамічна активність – це маса речовини, яка поглинається одиницею маси або об'єму адсорбенту за час від початку процесу до моменту "проскоку".

де: М - маса аміаку, що поглинувся активованим вугіллям, кг;

V - об'єм адсорбенту (активованого вугілля), м³.

Маса аміаку знаходиться за допомогою титрування адсорбенту 0,1м розчином HCl.

Об'єм шару адсорбенту визначають таким чином:

V=H_адсּ0,785d², м³

де: Н_адс – висота шару активованого вугілля в адсорбері, м;

d - внутрішній діаметр адсорберу, м.

Адсорбція у динамічних умовах характеризується часом захисної дії шару адсорбенту. Це час від початку пропускання суміші через шар адсорбенту до мо­менту появи адсорбованої речовини за шаром адсорбенту ("проскок"). Час захисної дії шару адсорбенту визначається за рівнянням Шилова:

τ_з=kH-τ₀, с

де Н – висота шару адсорбенту, м ;

k – коефіцієнт захисної дії шару адсорбенту, с/м;

τ_о – втрата часу захисної дії шару адсорбенту, с .

Початкова концентрація адсорбованої речовини (аміак) у рухливій фазі зазначається зa формулою:

де: а_д – динамічна активність адсорбенту, кг/м³;

k – коефіцієнт захисної дії шару адсорбенту, с/м ;

ω_Ф – фіктивна швидкість потоку в апараті, м/с .

де: V_с - об'ємні витрати повітря, м³/с;

d - внутрішній діаметр адсорберу, м .

2. Опис установки

Повітря під тиском надходить з компресора (1) через кран (2), ротаметр (3) до буферної ємкості (4) встановленої для зниження об’ємних витрат повіт­ря, які визначаються за калібровочним графіком. Далі повітря надходить у барботер (5), де насичується парами летючої речовини (аміак). Через кран, який встановлено на барботері, пароповітряна суміш надходить через змішувач (6) в один з адсорберів (7). На виході з адсорберу (7) встановлено адсорбер з індикатором (8), в якому фіксується “проскок” адсорбованої речовини (змінюється колір роз­чину ).

3. Проведення роботи

У адсорбер засипається активоване вугілля на різну висоту без підключення повітря. Включається компресор.

За допомогою ротаметру встановлюються об'ємні витрати повітря. Підключаються один з адсорберів до пароповітряної лінії та до адсорберу з індикатором. Відкривається кран на барботері та одночасно, включається секундомір. В момент “проскоку” виключається секундомір, засікається час, а рідина в адсорбері (8) змінює колір (червоніє) . Індикатором служить фенолфталеїн.

Кількість сорбованого аміаку визначають титруванням 0,1н розчином HCl. Для цього вугілля з адсорберу висипають у конічну колбу ємкістю 250 см³ і розчиняють у 100 см² дистильованої води, добавляють туди 3-4 краплі фенолфталеїну та титрують до знебарвлення розчину. Дослід повторюється 3 рази.