Большая техническая энциклопедия
0 1 3 5 8
D N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
Н- НА НЕ НИ НО НР НУ

Нагревание - адсорбент

 
Нагревание адсорбента до высокой температуры может вызвать изменение ве только величины, но и структуры поверхности. Например, один тип граней кристаллов может быть заменен другим, что вызовет изменение в теплоте адсорбции. Подобные эффекты значительно заметнее при хемосорощги, чем при физической адсорбции, ПОЗТОЗ. ГУ они будут детально обсуждены во II томе.
Нагревание адсорбента до высокой температуры может вызвать изменение не только величины, но и структуры поверхности. Например, один тип граней кристаллов может быть заменен другим, что вызовет изменение в теплоте адсорбции. Подобные эффекты значительно заметнее при хемосорбции, чем при физической адсорбции, поэтому они будут детально обсуждены во II томе.
Вследствие нагревания адсорбента и адсорбата инфракрасной радиацией даже при давлении пара воды в кювете, близком к давлению насыщенного пара при температуре окружающей кювету среды, величина относительного давления пара при температуре образца в пучке инфракрасной радиации значительно ниже предполагаемой величины. В результате этого на разогретом радиацией Образце в этих условиях значительного заполнения поверхности молекулами воды не достигается. Поэтому большая часть поверхностных гидро ксильных групп кремнезема остается невозмущенной и интенсивность их полосы поглощения не должна сильно изменяться.
При нагревании адсорбента такая откачка часто уже приводит к удалению загрязнений с большей части его поверхности.
При десорбции нагреванием адсорбента большую роль играет принятая температура, так как при ее занижении происходит неполная десорбция ( или регенерация), а при чрезмерном повышении - разрушение структуры адсорбента. Оптимальная температура зависит от природы адсорбента и адсорбата и определяется опытным путем.
Было найдено, что нагревание адсорбента до 100 С достигается электрическим током 30 а за 4 мин. Однако охлаждение колонки от 100 С до исходной температуры происходит медленно. Это препятствует применению колонки с полупроводниковым охлаждением для анализа газовых смесей при повышении температуры адсорбента в процессе анализа.
Теплота смачивания активного глинозема в зависимости от насыщения ( влажности сорбента ( по данным ВНИИКИМАШа.| Влагоемкость активного глинозема в динамических условиях при дли. Тепло адсорбции расходуется на нагревание адсорбента, осушаемого воздуха, металла адсорбера и изоляции.
Связанная с этим необходимость нагревания адсорбента перед регенерацией и охлаждения перед адсорбцией усложняет ведение процесса, затрудняет его автоматизацию, сокращает полезный период эксплуатации адсорбента, отрицательно сказывается на стабильности последнего.
Спектры термодесорбции этилена, адсорбированного на A1203 ( Атепотуа Y., Cve-tanovic К. J., J. РЬуь. Cheni., 67, 114 ( 1963. Термодесорбционный эксперимент состоит в нагревании адсорбента при линейном повышении температуры в токе газа-носителя и анализе газовой фазы детектором, соединенным последовательно с ячейкой, в которой находится адсорбент. На рис. 15 показаны два спектра термодесорбции этилена с А ЬОз - Кривая а была получена после откачки адсорбировавшего этилен оксида алюминия при комнатной температуре, а кривая б - после откачки при 370 К - Отчетливо проявилась вторая форма адсорбции этилена на АЬОз. Соответствующие верхние пределы теплоты адсорбции составляют 112 и 152 кДж / моль.
При движении ночи вдоль слоя происходит нагревание адсорбента н, следовательно, десорбция адсорбата. Благодаря возникающему локальному повышению давления появляется гидродинамическое течение, которое в случае, если адсорбат представляет собой смесь газов, приводит к разделению компонентов этой смеси.
Десорбировать СО 2 можно и без нагревания адсорбента - при температуре, близкой к температуре адсорбции, но опытных данных для оценки целесообразности такого способа десорбции не имеется.
Процесс десорбции адсорбата из адсорбента осуществляется путем нагревания адсорбента при пропускании через него потока теплого воздуха.
Обычно же стадия десорбции под вакуумом проводится с од-новременым нагреванием адсорбента. Применение метода термической десорбции под вакуумом позволяет снизить температуру десорбции.

Кригер [88] исследовал спекание окиси алюминия и нашел, что нагревание адсорбента до 700 и более высоких температур разрушает часть поверхности, но повышает теплоту адсорбции азота при 77 3 К. Повышение теплоты адсорбции, возможно, связано с удалением загрязнений или н е с изменением структуры поверхности. Возможно, что вторая причина более вероятна, поскольку наибольшие изменения в поверхности и теплоте адсорбции происходят после нагревания адсорбента до 938Э, а вместе с тем известно, что при 925 происходит шомерпое превращение окиси алюминия.
Кригер [88] исследовал спекание окиси алюминия и нашел, что нагревание адсорбента до 700 и более высоких температур разрушает часть поверхности, но повышает теплоту адсорбции азота при 77 3 К. Повышение теплоты адсорбции, возможно, связано с удалением загрязнений или же с изменением структуры поверхности. Возможно, что вторая причина более вероятна, поскольку наибольшие изменения в поверхности и теплоте адсорбции происходят после нагревания адсорбента до 938, а вместе с тем известно, что при 925 происходит изомерное превращение окиси алюминия.
Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха с применением адсорбентов. Выше ( § 22) было сказано, что в процессе активации вначале происходит нагревание адсорбента и испарение влаги, а затем охлаждение. Длительность нагревания и испарения влаги составляет примерно 70 %, а охлаждение - 30 % от общей продолжительности активации.
Тепловое объяснение наблюденных эффектов опровергается дроблением падающей радиации на небольшие порции с интервалом между ними для уменьшения нагревания адсорбента.
Необходимость запаса защитного действия вызвана: неполнотой регенерации; невозможностью доведения процесса адсорбции до полного насыщения адсорбента; нагреванием адсорбента в процессе адсорбции; возможностью попадания капельной влаги и масла. Если полученная величина запаса защитного действия недостаточна, то размеры адсорберов нужно увеличить.
При обнаружении выделения газа с поверхности твердого тела под действием освещения необходимо быть уверенным, что такая десорбция не вызвана нагреванием высокодисперсного адсорбента поглощаемой им радиацией. В наших опытах наряду с примерами безусловно термического происхождения десорбции установлены разительные примеры фотодесорбции, имеющие квантовую, явно нетермическую природу.
Десорбция проводится следующими методами - 1) вытеснением из адсорбента поглощенных веществ агентом, обладаю-щим поглотительной способностью, более высокой чем поглощенные вещества; 2) испарением поглощенных веществ ( в случае, если их летучесть достаточно высока) путем нагревания адсорбента. Иногда проводят высокотемпературную обработку адсорбента с целью более полной его регенерации. Этот метод называют окислительной регенерацией адсорбента. В качестве десорбирующих агентов обычно используют водяной пар, пары органических веществ или инертные газы.
Десорбция проводится следующими методами - 1) вытеснением из адсорбента поглощенных веществ агентом, обладаю щим поглотительной способностью, более высокой чем поглощенные вещества; 2) испарением поглощенных веществ ( в случае, если их летучесть достаточно высока) путем нагревания адсорбента. Иногда проводят высокотемпературную обработку адсорбента с целью более полной его регенерации. Этот метод называют окислительной регенерацией адсорбента. В качестве десорбирующих агентов обычно используют водяной пар, пары органических веществ или инертные газы.
Эффективность осушки воздуха зависит от статической активности адсорбента по отношению к парам воды при данной температуре; кинетического коэффициента, определяющего скорость адсорбции; скорости ноздуха и длины слоя адсорбента, определяющих время соприкосновения воздуха с адсорбентом; соотношения скоростей адсорбционного и теплового фронтов, определяющего условия нагревания адсорбента.
Теплота смачивания активного глинозема в зависимости от насыщения ( влажности сорбента ( по данным БНИИКИМАШа.| Влагоемкость активного глинозема в динамических условиях при длине слоя 100 / - 10 С. г - 20 С. 3 - 30 С. 4 - 40 С. Эффективность осушки воздуха зависит от статической активности адсорбента по отношению к парам воды при данной температуре; кинетического коэффициента, определяющего скорость адсорбции; скорости воздуха и длины слоя адсорбента, определяющих время соприкосновения воздуха с адсорбентом; соотношения скоростей адсорбционного и теплового фронтов, определяющего условия нагревания адсорбента.
Кубовая жидкость отбирается из основного аппарата после адсорберов ацетилена. Нагревание адсорбента производится электроспиралями, расположенными на наружной и внутренней поверхности адсорберов. Основные адсорберы работают попеременно. За время динамического насыщения первого адсорбера второй адсорбер охлаждается. Азот для цикла замещения отбирается из нижней колонны основного аппарата. Процесс адсорб-ционно-термического разделения азото-криптоновой смеси осуществляется благодаря созданию в слое адсорбента движущегося температурного поля последовательным включением электроспиралей. Тяжелую фракцию, которую образуют Кг, Хе, СШ в смеси с N3 и О2, направляют во вспомогательный адсорбер.
Регенерацию адсорбента производят подогретым газом, обычно азотом. Для нагревания адсорбента не обязательно нужен сухой газ, а для охлаждения необходим только сухой газ. Количество тепла, вносимое греющим газом, можно подсчитать лишь приближенно, так как регенерация обусловлена нестационарным процессом массо - и теплообмена.
Для перевода адсорбированного слоя в газовую фазу обычно используется нагревание образца, но иногда также применяется быстрое понижение давления газа над адсорбентом при постоянной температуре. При нагревании адсорбента происходит термодесорбция адсорбированного слоя [4] и, как частный случай, термодеструкция поверхностных химических соединений. Нагрев в ступенчатом режиме позволяет изучить состав, количество и степень покрытия данного вещества на поверхности, зависимость поверхностной концентрации и степени покрытия от температуры, селективность десорбции в случае смеси веществ, определить продукты термодеструкции поверхностных химических соединений ( модифицирующих слоев), определить отдельные фазы термодесорбции, установить термическую устойчивость и температурные границы разрушения поверхностных слоев.

Метан и азот направляются затем во вторую адсорбционную колонну, где они разделяются на верхний ( азотный) и нижний ( метановый) потоки. Охлаждение и нагревание адсорбента производится разделенными газовыми компонентами в теплообмен-ных аппаратах.
При адсорбции водяных паров из воздуха активным глиноземом скорость теплового фронта обычно выше скорости адсорбционного фронта. Поэтому наблюдается заметное нагревание адсорбента, что приводит к снижению величины адсорбции.
При адсорбции водяных паров из воздуха активным глиноземом скорость теплового фронта обычно выше скорости адсорбционного фронта. Поэтому наблюдается заметное нагревание адсорбента, что приводит к снижению величины адсорбции.
Фотодесорбция в ряде случаев также может быть кажущейся, имея в этих случаях вполне тривиальное происхождение. Она может возникнуть как результат нагревания адсорбента, происходящего при поглощении света. Нагревание, как известно, всегда приводит к снижению адсорбционной способности. Десорбция, вызываемая освещением, в подобных случаях не является фотодесорбцией в точном смысле этого слова. Свет выступает здесь в роли косвенного фактора.
Таким образом, создается температурное поле, движущееся вдоль слоя адсорбента сверху вниз. При движении температурного поля происходит поз Torino в нагревание адсорбента и десорбция адсорбированных веществ.
При десорбции двуокиси углерода протекают процессы тепло - и массо-обмена между газом и зернистым материалом. Определяющим является процесс теплообмена, и поэтому кривая для / / опыта, в котором нагревание адсорбента проходило от более низкого температурного уровня, сместилась по времени несколько вправо. Десорбция СО2 из силикагеля начинается практически при температурах отходящего из адсорбера воздуха ( - 85) - ( - 70) С и заканчивается при температуре - 20 С.
Находят также применение многосекционные аппараты с псевдоожижен-ными слоями адсорбента, конструктивно аналогичные ректификационным колоннам с ситчатыми тарелками и переточными каналами. Адсорбционные установки непрерывного действия с псевдо-ожиженным слоем, помимо указанных достоинств, выгодно отличаются еще высокой интенсивностью теплообмена при - нагревании адсорбентов в процессе десорбции и последующем их охлаждении. При этом повышаются, однако, требования к механической прочности адсорбентов, склонных к дроблению в процессе транспорта и к истиранию в псевдоожиженном состоянии.
Благодаря сильному току очищаемого воздуха уголь находится во взвешенном состоянии, образуя кипящий слой. Отработанный уголь ( поглотивший определенное количество CS2) постепенно перемещается вниз адсорбера и поступает в камеру, где производится процесс десорбции CS2 путем нагревания адсорбента до ПО - - 120 С острым паром низкого давления.
Количество влаги, поглощенное адсорбентом до момента появления ее в осушаемом газе, характеризует динамическую активность адсорбента. Регенерация заключается в принудительном временном снижении активности адсорбента. Это достигается при нагревании адсорбента или при продувании через него нагретого пара или газа. Активную окись алюминия нагревают до 200 С, цеолиты до 350 С. Окончание регенерации определяют по содержанию влаги в продувочном газе или по температуре адсорбента.
Схема установки для разделения жидких смесей методом хроматермографии в паровой фазе.| График распределения температуры вдоль печи. При разработке методики хроматогра-фического разделения искусственных смесей были испытаны различные адсорбенты: силикагели марок ACM, ACK, КСМ и смеси АСК с КСМ, а также уголь марки БАУ. Оказалось, что на силикагеле марки АСМ при нагревании происходят изменения в хроматографируемых смесях, причем сили-кагель чернеет. Уголь БАУ является настолько сильным адсорбентом, что при нагревании адсорбента до 250 и продувании углекислым газом нам не удалось десорби-ровать сераорганические соединения и углеводороды.
Схема установки для разделения жидких смесей методом хроматермографии в паровой фазе.| График распределения температуры вдоль печи. При разработке методики хроматогра-фического разделения искусственных смесей были испытаны различные адсорбенты: силикаголи марок ACM, ACK, КСМ и смеси АСК с КСМ, а также уголь марки БАУ. Оказалось, что на силикагеле марки АСМ при нагревании происходят изменения в хроматографируемых смесях, причем сили-кагель чернеет. Уголь БАУ является настолько сильным адсорбентом, что при нагревании адсорбента до 250 и продувании углекислым газом нам не удалось десорби-ровать сераорганические соединения и углеводороды.
Кригер [88] исследовал спекание окиси алюминия и нашел, что нагревание адсорбента до 700 и более высоких температур разрушает часть поверхности, но повышает теплоту адсорбции азота при 77 3 К. Повышение теплоты адсорбции, возможно, связано с удалением загрязнений или же с изменением структуры поверхности. Возможно, что вторая причина более вероятна, поскольку наибольшие изменения в поверхности и теплоте адсорбции происходят после нагревания адсорбента до 938, а вместе с тем известно, что при 925 происходит изомерное превращение окиси алюминия.
Кригер [88] исследовал спекание окиси алюминия и нашел, что нагревание адсорбента до 700 и более высоких температур разрушает часть поверхности, но повышает теплоту адсорбции азота при 77 3 К. Повышение теплоты адсорбции, возможно, связано с удалением загрязнений или н е с изменением структуры поверхности. Возможно, что вторая причина более вероятна, поскольку наибольшие изменения в поверхности и теплоте адсорбции происходят после нагревания адсорбента до 938Э, а вместе с тем известно, что при 925 происходит шомерпое превращение окиси алюминия.

Адсорбционная установка Атмостат-I непрерывного действия с тер-мостатированием адсорбента Ф-1 на двух температурных уровнях предназначена для крупных холодильных камер, вмещающих свыше 200 т яблок. Адсорберы имеют встроенные теплообменные поверхности, образованные листопрокатными алюминиевыми панелями. В режиме очистки слой адсорбента термостатируется при температуре проточной воды 7 - 20 С; в режиме регенерации для нагревания адсорбента используется горячая вода 60 - 80 С.
В осушителях происходит осушка водорода. Осушитель по своей конструкции во многом напоминает очиститель. В верхней и нижней крышках имеются фланцы для присоединения осушителя к системе. В нижней части осушителя имеется вентиль для выпуска воздуха при регенерации. Баллон осушителя заполняют алюмоге-лем, служащим для осушки водорода. Снаружи на баллон осушителя навиты два нагревателя из нихромовой проволоки. Один из нагревателей является запасным. Нагреватели предназначены для нагревания адсорбента ( силикагеля № 6) при регенерации. Снаружи нагреватели теплоизолированы и закрыты металлическим кожухом.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11