Головна
     

Процеси та апарати промислових технологій

Розділ 10. Адсорбція й іонний обмін

10.1. Загальні відомості

Адсорбція — процес поглинання одного або декількох компо­нентів із газової або рідкої фаз пористим твердим поглиначем (адсорбентом). Компонент, що поглинається (адсорбірує), знахо­диться в газі або рідині називається адсорбтивом, а після пере­ходу його у фазу адсорбенту — адсорбатом. Використовувані на практиці адсорбенти мають сильно розвиту внутрішню поверхню (до 1000м2/г), що утворюється шляхом спеціального опрацюван­ня або синтезу твердих матеріалів.

Процеси адсорбції (як інші процеси масопередачі) виборчі й, звичайно, зворотні. Завдяки ним є можливість виділення погли­нених речовин з адсорбенту, або проведення процесу десорбції.

Механізм процесу адсорбції відрізняється від механізму абсо­рбції внаслідок того, що витяг речовин здійснюється твердим, а не рідким поглиначем. Кожний із цих сорбційних процесів має свої сфери застосування.

Адсорбція застосовується головним чином при невеликих концентраціях речовини, що поглинається, у вихідній суміші, ко­ли потрібно досягти практично повного витягу адсорбтива. У тих випадках, коли концентрація речовини, що поглинається, у вихі­дній суміші велика, звичайно, вигідніше використовувати абсор­бцію.

Процеси адсорбції широко застосовуються в промисловості при очищенні й сушінні газів, очищенні й освітленні розчинів, поділі сумішей газів або парів, зокрема при витягу летючих роз­чинників із їхньої суміші з повітрям або іншими газами (рекупе­рація летючих розчинників) і т. д.

Значення адсорбційних процесів сильно зросло внаслідок розширення потреби в речовинах високої частоти.

Залежно від природних сил, що діють на поверхні твердого ті­ла, розрізняють фізичну адсорбцію і хімічну адсорбцію або хемо­сорбцію. Фізична адсорбція обумовлена взаємним тяжінням мо­лекул адсорбата й адсорбенту під дією сил Ван-дер-Ваальса і не супроводжується хімічним впливом адсорбованої речовини з по- глиначем. При хімічній адсорбції, або хемосорбції, у результаті хімічної реакції між молекулами поглиненої речовини і поверх­невих молекул починає виникати хімічний зв'язок, що завершу­ється утворенням нової хімічної сполуки на поверхні адсорбенту. Обидва види адсорбції екзотермічні.

У багатьох випадках технологічне очищення газів (від SO2, CS2, NO2 і NO, та ін.) за допомогою адсорбентів являє собою один із моментів захисту навколишнього середовища.

Іонний обмін. До сорбційних процесів можна віднести іонний обмін. Він являє собою складний некаталітичний дифузійний процес між твердою речовини і рідиною, що проходить у декіль­ка стадій. Це процес поділу рідких сумішей застосовується в хі­мічній, нафтохімічній та інших галузях промисловості (зокрема, для опріснення морської води). Метою іонного обміну є поділ компонентів, що перебувають у розчині, за допомогою твердих речовин, які володіють особливою властивістю обмінювати іони, що містяться в них, на іони, що наявні у розчині. Такі тверді ре­човини називаються іонітами або іонообмінниками

10.2. Промислові адсорбенти та іоніти

Адсорбенти. Як адсорбенти застосовуються пористі тверді речовини з великою питомою поверхнею, відносно до одиниці маси речовини. Адсорбенти мають різноманітні за діаметром ка­пілярні канали — пори, що умовно можуть бути розділені на ма- кропори — найбільші пори адсорбентів (більше 2- 107 мм), пере­хідні пори, що набагато перевищують розміри молекул, що адсорбуються. Вони коливаються в межах від 1,5- 10-9 до (1 — 2)- 10-7мм. Мікропори мають розміри, сумірні з розміром молекул компонента, що поглинається. Ефективні радіуси мікропор, ви­значені рентгенівським методом, перебувають в інтервалі від 5 • 10-10 до 1- 10-9 мм.

 

1  ... 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124  ... 157 Повернутися на початок книги

Якщо ви хотіли додати книгу, виправити або видалити зверніться за адресою imanbooks @ ukr.net
© 2011Карта сайту