Плотность орошения.

Рис.13.15. Колонный аппарат

В большинстве случаев используются аппараты колонного типа. В этих аппаратах жидкость подаётся в верхнюю часть, стекает вниз, газ подаётся противотоком, поступая в нижнюю часть и поступая вверх.

Скорость подачи жидкости и газа могут изменяться в зависимости от конструкции внутренних устройств. Количество жидкости, поступающее на единицу сечения колонны в единицу времени, обычно выражается в кг/м²ч и эта величина называется плотностью орошения.

Ключевые слова и выражения

Абсорбция; абсорбент; абсорбтив; хемосорбция; селективность, растворимость; правила фаз Гиббса; закон Генри; равновесная и рабочая линия процесса;абсорберы – насадочные, распыливающие,пленочные, барботажные, тарельчатые

Вопросы для самопроверки:

1. Что называется процессом абсорбции?

2. Различие между абсорбцией и хемосорбцией?

3. Дайте определение закону Генри.

4. Принцип действия и работы барботажных абсорберов.

Лекция №14

АДСОРБЦИЯ

ПЛАН:

1.АДСОРБЦИЯ. ХАРАКТЕРИСТИКИ АДСОРБЕНТОВ.

2.АДСОРБЕРЫ. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АДСОРБЕРОВ.

1.Адсорбция. Характеристики адсорбентов

Адсорбция – процесс поглощения вещества из смеси газовых паров или растворов поверхностью или объемом пор твердого тела – адсорбента.

Поглощаемое вещество, находящееся в газе (жидкости), называется адсорбтивом, а поглощаемое вещество – адсорбатом.

Адсорбция применяется с целью очистки и осушки газов, очистки и осветления растворов, разделения парогазовых смесей, а также извлечения ценных летучих растворителей из смеси.

Принципиальная схема адсорбции

Исходная парогазовая смесь (адсорбтив) поступает в аппарат, где проходит через слой твердого пористого материала (рис.14.1). Адсорбент избирательно поглощает определенное вещество, и чистая смесь выводится из аппарата. Адсорбция бывает физическая и химическая.

Рис.14.1. Принципиальная схема адсорбции

Физическая сущность адсорбции: адсорбция представляет собой перенос вещества из газовой или жидкой фазы в твердую, то есть происходит поглощение газа твердым веществом. Заполнение адсорбатом поверхности адсорбента частично уравновешивает поверхностные силы и, следовательно, снижает поверхностное натяжение. Поэтому адсорбция является произвольным процессом, который происходит с выделением тепла.

После отработки адсорбента производят десорбцию – вытеснение из адсорбента поглощенных компонентов.

Требования, предъявляемые к адсорбентам:

1. селективность (избирательность);

2. максимальная поглотительная способность;

3. большая удельная поверхность;

4. экологичность;

5. нетоксичность, дешевизна, прочность.

Наиболее распространенными адсорбентами являются активированный уголь, силикагель, цеолиты.

Равновесие процесса адсорбции

Количество вещества, поглощенного единицей массы адсорбента зависит от природы этого вещества, температуры, давления, количества примесей. Равновесие между концентрациями вещества в твердой и газовой фазах выражается:

(14.2)

или , (14.3)

где – концентрация поглощаемого вещества в адсорбенте, кг адсорбата/кг адсорбента; – концентрация поглощаемого вещества в газовой фазе, кг адсорбтива/ кг инертного газа;Р – равновесное давление адсорбтива в парогазовой смеси.

Зависимости (14.2) и (14.3) называются изотермами адсорбции.

Изотермы адсорбции изображаются кривыми, форма которых определяется в основном природой адсорбата и адсорбента и пористой структурой адсорбента (рис.14.2).

Рис.14.2. Выпуклая и вогнутая изотермы адсорбции

Выпуклая форма изотермы адсорбции, характерная для микропористых адсорбентов, встречается наиболее часто.