Экология СПРАВОЧНИК

Правильный выбор условий отбора .пробы воздуха при концентрировании анализируемых примесей на сорбентах предполагает расчет оптимального времени аспирирования пробы через концентратор с определенным количеством сорбента, позволяющим: полностью уловить из воздуха анализируемые примеси при выбранной скорости потока воздуха. Для объяснения механизма и основных закономерностей адсорбции шримесейг на твердых сорбентах, влияющих на .выбор оптимальных условий концентрирования примесей, следует рассмотреть некоторые .положения теории сорбции.[ ...]

Центрами адсорбции являются особые точки на поверхности адсорбента, которые, по определению Лэнгмюра, называются элементарными площадками. Каждая такая площадка способна адсорбировать только одну молекулу поглощаемого вещества. Чем больше число элементарных площадок на поверхности адсорбента, тем выше его активность и тем быстрее его поверхность покрывается молекулярным слоем адсорбата и устанавливается равновесие между молекулами на поверхности и молекулами в газовой фазе.[ ...]

Так как газовая адсорбция экзотермична, количество адсорбированных газов и паров увеличивается с понижением Температуры. Существует правило, согласно которому при прочих равных условиях сильнее адсорбируются те газы, которые легче конденсируются.[ ...]

При т=1 с и с—сп= 1 мкг/мл а=р. Так как при больших значениях а с >сп, то> йа/с1х= с. Скорость адсорбции представляет собой количество вещества, адсорбируемое из потока анализируемого воздуха в единицу времени единицей объема слоя адсорбента, а уравнение кинетики сорбции (11.4) фактически является уравнением массопередачи. В этом случае кинетический коэффициент является коэффициентом массопередачи, который можно вычислить из критериальных уравнений, составленных на основу приложения .теории подобия к адсорбционным процессам [70].[ ...]

Динамика сорбции. Уравнение Шилова. Уравнение ди намики сорбции, выведенное Шиловым [70], является математической формулировкой зависимости времени сорбции, или времени «защитного» действия слоя адсорбента, от .длины слоя поглотителя. Рассмотрим вывод уравнения Шилова для области насыщения (третьей области) изотермы адсорбции Лэнгмюра , в которой количество поглощаемого вещества уже не зависит ют концентрации вещества в воздухе (рис. II.3). При выводе этого уравнения принимается, что равновесная концентрация вещества над поверхностью адсорбента равна нулю при всех значениях поглощения, меньших равновесной статической активности .[ ...]

Следовательно, зависимость времени поглощения (времени защитного действия слоя) от его высоты при бесконечно большой скорости сорбции должна выражаться прямой линией, проходящей через начало координат (прямая 1, рис. 11.7). В действительности сорбция не протекает мгновенно, и пары, поступившие в поглотитель, не сорбируются тотчас, а продолжают вместе с потоком воздуха перемещаться вдоль слоя. Поэтому практически продолжительность сорбции, или время защитного действия слоя, будет меньше, чем в случае бесконечно большой скорости сорбции. При конечной скорости процесса зависимость продолжительности сорбции от длины слоя поглотителя выражается прямой 2 (см. рис. 11.7), которая параллельна прямой 1, выражающей зависимость времени поглощения от длины слоя поглотителя при бесконечно большой скорости сорбции. Однако прямолинейная зависимость возможна лишь для второй стадии сорбции, т. е. для слоя поглотителя длиной менее £о- Как видно из рис. 11.7, зависимость времени защитного действия слоя от его длины для первой стадии процесса не выражается прямой линией. Однако при расчетах концентраторов примесей обычно приходится иметь дело со слоями поглотителя, имеющими длину большую, чем длина работающего слоя Ь0.[ ...]

Уравнение (П.9) называют также уравнением Мекленбурга. Условно принимают, что полностью насыщается лишь слой длиной Ь—к, в то время как слой длиной к остается ненасыщенным.[ ...]

Это представление о «мертвом» слое наглядно изображено на графике (см. рис. 11.6). Если все поглощенное слоем ОВ(Ь) количества вещества условно отнести к слою О/7 (считая его полностью насыщенным), то слой РВ (И) остается как бы неиспользованным, или «мертвым» (иногда его еще называют «пустым» слоем). На рис. П.7 ненасыщенный, или неиспользованный, слой /г соответствует отрезку, отсекаемому продолжением прямой 2 (пунктирная линия) на оси абсцисс.[ ...]

Уравнение Шилова было выведено на основании ряда указанных выше допущений, и с его помощью возможно лишь приближенное определение длительности адсорбции примесей в поглотителе с твердым сорбентом. Однака благодаря простоте и удобству использования его широко применяют в расчетах оптимальной работы адсорберов.[ ...]

Рисунки к данной главе:

И-5. Зависимость концентрации паровоздушной смеси от длины слоя поглотителя в течение второй стадии сорбции [70].

Модель фазового равновесия концентрируемых примесей на твердом

Вернуться к оглавлению