ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
При десорбции только те молекулы могут снова перейти в газовую фазу, которые обладают достаточной энергией, пре-
вышающей теплоту адсорбции молекул
м
q
. Число молекул, десорбирующихся с единицы поверхности в единицу времени
)/exp(
м0
KTqK −=ν
,
где
−
0
K
энтропийный коэффициент.
Скорость десорбции с единицы поверхности равна
SW
ν
=
д
. При равновесии скорости адсорбции и десорбции равны:
µ−α= )1(
0
SW
А
=
SW
ν
=
д
. Решая последнее уравнение относительно
S
, получим
bp
bp
S
+
=
νµα+
ν
µ
α
=
1/1
/
0
0
,
где
2/1
0
м0
)2(
)/exp(
mKTK
KTq
b
π
α
=
.
Степень
заполнения
поверхности
можно
выразить
через
отношение
адсорбционной
способности
при
равновесном
дав
-
лении
p
к
предельной
адсорбционной
способности
m
a
,
соответствующей
оккупации
всех
активных
центров
поверхности
.
Уравнение
изотермы
адсорбции
Ленгмюра
bp
bpa
a
m
+
=
1
охватывает
широкий
интервал
давлений
.
В
начальной
области
изотермы
1
<<
bp
,
и
уравнение
принимает
вид
bpaa
m
≈
.
На
этом
участке
уравнение
Ленгмюра
идентично
уравнению
Генри
для
растворимости
газов
:
адсорбционная
способность
растет
линейно
с
давлением
.
При
большом
давлении
,
наоборот
,
1>>bp
,
наступает
заполнение
поверхности
монослоем
молекул
и
изотерма
становится
параллельной
оси
абцисс
m
aa ≈
.
Уравнение
bp
bpa
a
m
+
=
1
может
быть
преобразовано
следующим
образом
:
p
abaa
p
mm
11
+=
или
pbaaa
mm
1111
+=
.
Линейность
изотермы
является
обязательным
условием
при
доказательстве
правомерности
применения
мономолеку
-
лярной
адсорбции
для
рассматриваемой
системы
.
В
уравнении
локализованной
адсорбции
Ленгмюра
величина
m
a
связана
с
количеством
центров
адсорбции
.
Однако
опыты
свидетельствуют
,
что
уравнение
Ленгмюра
справедливо
и
для
нелокализованной
адсорбции
.
В
этом
случае
m
a
–
ем
-
кость
монослоя
–
пропорциональна
удельной
поверхности
адсорбента
.
Уравнение
Ленгмюра
часто
применяют
в
качестве
равновесного
интерполяционного
соотношения
при
расчете
кинети
-
ки
и
динамики
процессов
поглощения
примесей
из
газовой
среды
.
Широкое
распространение
в
практических
расчетах
по
адсорбции
получило
степенное
уравнение
Фрейндлиха
:
n
kpa =
,
где
−
a
количество
адсорбированного
вещества
;
−
p
давление
адсорбтива
;
−nk,
постоянные
величины
.
Достоинство
уравнения
Фрейндлиха
в
простоте
и
удовлетворительном
соответствии
опыту
в
широком
интервале
дав
-
лений
,
исключая
,
может
быть
,
интервал
самых
низких
равновесных
давлений
,
когда
адсорбция
строго
описывается
уравне
-
нием
Генри
.
Обычно
в
расчетах
используют
линейную
форму
уравнения
:
pnka lglglg +=
.
В
число
основных
видов
адсорбентов
входят
активные
угли
,
силикагели
,
цеолиты
,
пористые
стекла
и
природные
глини
-
стые
породы
.
Активные
угли
получают
из
различных
видов
органического
сырья
:
твердого
топлива
(
торфа
,
бурого
и
камен
-
ного
угля
,
антрацита
),
дерева
и
продуктов
его
переработки
(
древесного
угля
,
опилок
).
Структура
угля
представлена
гаммой
пор
всех
размеров
,
причем
адсорбционная
емкость
и
скорость
адсорбции
компонентов
промышленных
газов
определяется
содержанием
микропор
в
единице
массы
или
объема
гранул
.
Силикагели
получают
на
основе
диоксида
кремния
,
который
существует
в
кристаллической
(
кварц
,
тридимит
,
крстоба
-
лит
)
и
аморфной
формах
.
Основные
преимущества
силикагелей
:
низкая
температура
,
требуемая
для
регенерации
(
200...110
°С
)
и
,
как
следствие
,
более
низкие
энергозатраты
,
чем
при
регенерации
других
промышленных
минеральных
сорбентов
(
ок
-
сид
алюминия
,
цеолиты
);
высокая
механическая
прочность
по
отношению
к
истиранию
и
раздавливанию
.
Другим
типом
неорганических
адсорбентов
,
широко
применяющихся
в
технике
для
осушки
различных
сред
и
для
дру
-
гих
целей
является
активный
оксид
алюминия
и
алюмогели
.
Оксид
алюминия
получают
прокаливанием
гидрооксидов
алю
-
миния
(
тригидратов
и
моногидратов
).
Цеолиты
–
алюмосиликаты
,
содержащие
в
своем
составе
оксиды
щелочных
и
щелочноземельных
металлов
, –
отлича
-
ются
строго
регулярной
структурой
пор
,
которые
в
обычных
температурных
условиях
заполнены
молекулами
воды
.
Эта
во
-
да
,
названная
цеолитной
,
при
нагреве
выделяется
.
Свойства
природных
цеолитов
изучены
и
систематизированы
в
трудах
академиков
Вернадского
и
Ферсмана
.
Микропористые
и
биопористые
стекла
разной
структуры
оказалось
возможным
получить
изменением
в
структуре
ис
-
ходного
стекла
сплошной
борокислородной
сетки
и
отдельных
включений
боратной
фазы
.
Пористые
стекла
нашли
широкое
применение
для
решения
некоторых
задач
разделения
веществ
,
например
,
в
медицине
.
Среди
адсорбентов
значительное
место
занимают
глинистые
породы
,
в
состав
которых
входят
минералы
с
регулярной
структурой
.
Глинистые
материалы
как
адсорбенты
применяют
в
основном
для
очистки
различных
жидких
сред
от
примесей
.
Часть
глинистых
природных
адсорбентов
обладает
высокой
активностью
в
естественном
виде
и
их
подготовка
в
промыш
-
ленности
заключается
лишь
в
термической
обработке
.
Другая
часть
глинистых
пород
(
бентониты
)
приобретает
высокие
ад
-
сорбционные
свойства
после
химической
активации
.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- …
- следующая ›
- последняя »
