ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика из "Регенерация адсорбентов" Исследования кинетики десорбции проводят с целью выявления влияния различных факторов на процесс, таких как скорости десорбирующего агента, температуры десорбирующего агента, начальной концентрации адсорбата (поглощенного вещества) в адсорбенте, высоты слоя адсорбента, геометрических размеров гранул адсорбента и др. Знание основных закономерностей процесса десорбции позволяет определить оптимальные режимы работы десорбера для данной системы адсорбат—адсорбент, время десорбции для достижения той или иной степени десорбции и основных кинетических характеристик данной системы (коэффициентов внешнего и внутреннего массообмена, коэффициентов эффективной диффузии и др.). [c.26] Такие исследования можно проводить непосредственно на укрупненных модельных установках [39, 40]. Недостатки этих исследований связаны с тем, что они требуют продолжительного времени на проведение эксперимента, больших капитальных и энергетических затрат. Поэтому обычно исследования кинетики десорбции проводят либо на лабораторных установках с аппаратами небольших размеров (в динамических трубках), либо на одиночных зернах адсорбента, либо в слое толщиной в одно зерно. [c.26] Кинетика десорбции из одиночных зерен адсорбента или из слоя толщиной в одно зерно. Обычно исследования проводят при условиях незначительного или полного отсутствия влияния внешнедиффузионной кинетики на общую кинетику массопереноса. Для этого процесс десорбции осуществляют при скоростях десорбирующего агента выше так называемой критической скорости, которая определяется экспериментальным путем для данной системы адсорбат—адсорбент. При скоростях выше критической лимитирующей стадией является внутридиффузионная кинетика. Естественно, при малых скоростях газового потока роль внешнего массообмена возрастает. [c.26] Экспериментальные кривые — с точками расчетные — беэ точек. [c.27] Расчетные кривые в обоих случаях расположены несколько ниже экспериментальных. Видимо, здесь сказалось допущение о том, что концентрация у поверхности и внутри зерна адсорбента одинакова. [c.28] Анализируя данные совместно с уравнением (2-4) можно отметить, что скорость десорбции и остаточная величина адсорбции, характеризующая так называемую удерживающую способность адсорбента, существенно зависят от структуры активного угля, оцениваемой в первом приближении константами В я уравнения изотермы адсорбции, а также от температуры десорбирующего агента (Г) и физико-химических свойств адсорбата (Р). Например, при одинаковых удерживающая способность при данных режимных условиях больше для углей с меньшим значением константы В. [c.28] В случае высокотемпературной десорбции через слой адсорбента пропускают десорбирующий агент при высокой температуре. Так, после осушки газового потока от паров воды (или после десорбции с помощью водяного насыщенного пара) цеолитами десорбция воды из них проводится продувкой горячим воздухом или перегретым паром. Для глубокой регенерации цеолитов необходимо в процессе десорбции поддерживать температуру десорбирующего агента приблизительно 300—400 °С. [c.28] Скорость десорбции в потоке несорбирующегося газа-носителя относительно мало зависит в этих условиях от скорости потока свыше 0,7 м/с (рис. 2-2) [43]. т. е. в этом случае диффузия является более медленной стадией, определяющей кинетику процесса. [c.28] В работах [44, 45] исследования процесса десорбции проводили в слое толщиной в одно зерно при скоростях газа-носителя (воздуха) свыше 1 м/с. [c.28] Опыты проведены на установке, принципиальная схема которой показана на рис. 2-3. [c.28] Основными узлами установки являются сушильная камера 1, защищенная слоем теплоизоляции технические квадрантные весы2 с оптической шкалой терморегулирующее устройство 3, включающее в себя ртутный контактный термометр 4, понижающий стабилизирующий трансформатор и реле нагнетательный вентилятор 5. [c.29] В сушильной камере располагается съемная чашечка 6 с ситча-тым дном, которая подвешивается на стержень 7, являющийся неотъемлемой частью квадрантных весов. В нижней части камеры вмонтирован секционный электрический нагреватель 8, обеспечивающий рабочую температуру проведения процесса десорбции в камере. На входе в камеру установлен нагнетательный вентилятор 5. [c.29] Весы отрегулированы таким образом, что в момент нахождения чашечки с ситчатым дном без слоя цеолита происходит совмещение нулевой отметки оптической шкалы с отсечной отметкой экрана. Погрешность взвешивания в интервале нагрузок от О до 50 г составляет +10 мг. [c.29] Для разогрева сушильной камеры до заданной температуры включали электрический нагреватель, сблокированный с контактным термометром и терморегулятором. В момент включения начинал работать вентилятор, подавая воздух в камеру через нагреватель и ячейку для подвесной ситчатой чашечки. [c.29] После выхода установки на заданный режим проведения процесса в камеру быстро помещали сменную чашечку с ситчатым дном с навеской цеолитов, равной 15 г, распределенной равномерно по сечению слоем толщиной в одно зерно. Цеолиты предварительно насыщались до состояния равновесия при температуре 20 °С и давлении паров воды 1333 Па (10 мм рт. ст.). [c.29] Измерения скорости десорбции осуществляли по убыли влаги из навески цеолитов через определенные интервалы времени. В момент замера веса навески цеолитов автоматически выключались нагреватель и вентилятор. Во всех опытах парциальное давление паров воды и воздуха поддерживалось равным 1333 Па. За вес абсолютно сухого материала принимался вес цеолита, выдержанного при 300 °С. [c.29] В качестве исследуемых образцов использовались гранулированные цеолиты групп А, X, V со связующим и без связующего (СаА, СаУ, КаХ, КаА, ЫаУ, а также зарубежные (Япония) цеолиты типа А-3, Р-9 сферической формы). [c.29] Характер кинетических кривых а = / (т) показывает, что десорбция проходит достаточно быстро и практически заканчивается через 10—40 мин в зависимости от температурных условий процесса и от типа цеолита. Во всех случаях процесс десорбции протекает в период падающей скорости. [c.29] Качественная и количественная оценка применимости различных типов цеолитов для целей осушки газовых потоков проводится по изобарам десорбции (рис. 2-5). Интересным является тот факт, что на изобарах всех исследованных образцов цеолитов имеются горизонтальные уча-0 Ю 20 30 40 50 стки в интервале температур 140—200 °С. [c.30] На рис. 2-5 для сравнения предстарлена изобара десорбции паров воды из силикагеля КСМ-6, в структуре которого, в отличие от цеолитов, отсутствуют катионы. Силикагель КСМ-6 (диаметр зерна 0,8—1,2 мм) обладает также хорошими десорбционными свойствами — удаление основной влаги достигается уже при t = ЮОч-120 °С в течение 8—10 мин. С повышением температуры десорбции до 200 °С увеличения десорбированной влаги практически не происходит. При более жестких температурных условиях десорбции (при 300 °С) имеет место новый количественный скачок в процессе удаления влаги. Вероятно, это связано с десорбцией определенной части химически связанной влаги. Однако в этих условиях, по-видимому, происходит разрушение кристаллической структуры силикагеля и он частично теряет свои адсорбционные свойства. [c.31] Вернуться к основной статье