Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Adszorpció Szilárd anyagok felületén történő komponensmegkötés (oldatokból és gázelegyekből) Szilárd felületen történő „sűrítés”

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Adszorpció Szilárd anyagok felületén történő komponensmegkötés (oldatokból és gázelegyekből) Szilárd felületen történő „sűrítés”"— Előadás másolata:

1 Adszorpció Szilárd anyagok felületén történő komponensmegkötés (oldatokból és gázelegyekből) Szilárd felületen történő „sűrítés”

2

3 Fizikai~ Kémiai~ A kötőerők (reverzibilis) (irreverzibilis) Van der Waals-féle kötőerők Kondenzációs hő Könnyebb deszorpció Kémiai kötőerők reakcióhő nehezebb deszorpció

4 Az adszorpciónak kedvez: -az adszorbeálandó komponens nagy móltömege (kondenzációra való hajlam) - a magas kritikus hőmérséklet - a magas nyomás

5 A „jó” adszorbens és Nagy fajlagos felületű Szelektív Az adszorbens belső pórusai! „szelektivitás” = Ez teszi lehetővé a szétválasztást ( „tisztítást” )

6 Milyen a gyakorlat számára „jó” adszorbens - szelektív Célunk a szétválasztás, „tisztítás” ! - nagy fajlagos felület Az adott adszorbens tömeggel minél több „szennyeződést” szeretnénk megkötni - nagy kapacitás (x DIN ) - ε TÖLTET nagy legyen Az ágy nyomásvesztesége ( Δp ÁGY ) alacsony legyen x MARADÓ minél kisebb Legyen jól (sok ciklusban) regenerálható Kopásálló, szilárd, hőálló, stb. Olcsó

7 Az adszorpció ( statikus ) egyensúlyának leírása: Adott a megkötendő gázkomponens koncentrációja (parciális nyomása: p i ) Adott: az adszorbens ? Az adszorbens által megkötött „mennyiség” = x, „Az anyagpár” X: „telítettség, töltés, kapacitás”

8 Adszorpciós (statikus) egyensúlyi összefüggések, diagramokon: izotermák Parciális nyomás(p i ) Egyensúlyi telítettség: X t 1 =állandót 2 =állandó izobárok t [ o C] X p i = állandó izosztérák

9 Adszorpciós egyensúlyi izotermák: Adott,( „egy”) anyagpár Az adszorpciót döntő mértékben befolyásolja a megkötendő komponens és az adszorbens => az adszorpció „anyagpár függő” is. Növekvő „t”

10 Az adszorpció (dinamikus ) egyensúlya adszorbens x DINAMIKUS Az egyensúly beállására nincs elegendő idő (diffúziós gátlás, hőfelszabadulás, folyamatos üzem) => X DIN < X EGYENSÚLYI

11 Dinamikus adszorpció: -A diffúzió sebessége véges -A hőfelszabadulás (hőelvezetés) nehezíti az izoterm állapot megközelítését Általában: A gyakorlatban értéke > (Tökéletlen regenerálás miatt) Az egyensúlyi (statikus) állapot elérésének akadálya:

12 adszorber adszorbens Egy adszorbens szemcse vizsgálata Az adszorpció berendezése: A tisztítandó gázelegy

13 Határréteg 1.Anyagátmenet a határrétegen 2.Diffúzió a szemcse pórusaiban 3.Adszorpció (megkötődés),hőfelszabadulás 4.-5.Hőáram a gázfázis irányába Az adszorpció exoterm folyamat!

14 2.Anyagátmenet a szemcse pórusaiban => A diffúzió függ a pórusátmérőtől => az adszorpció is függ az adszorbens pórusméret eloszlásától

15 Az adszorbens felület „véges”:

16 3.Adszorpció (megkötődés), hőfelszabadulás x: fajlagos adszorpció (kapacitás, telítettség, töltés) [g (adszorbeált tömeg) / g(adszorbens tömeg) ] Q: < az adszorptívum (egyensúlyi) koncentrációja, vagy parciális nyomása, a gázelegyben x vég x kezdeti

17

18 GÁZ Adszorpció =>hőfelszabadulás => a szemcse hőmérséklete nővekedik hőleadása a gáz felé A felület telítődött =>hőfelszabadulás nincs => Adszorpció nincs => a szemcse hőmérséklete a gáz hőmérséklete felé tart

19 adszorber Adszorbens ágy (töltet) Az adszorpciós ágy jellemzése: A tisztítandó gázelegy 1. A hőmérséklet változása az ágy hossza mentén (L) L 2. Koncentráció változás az ágy hossza mentén

20 t KI t BE t L τ3τ3 τ2τ2 Adszorpciós zóna τ 1 1.Hőmérséklet lefutás ( t ) az adszorber működése közben ( τ ), ágy hossza mentén (L).( a folyamat adiabatikus ) τ

21 2. Koncentráció változás az ágy hossza mentén (Szakaszos adszorpció) Telítődött réteg(H) Aktív zóna Használatlan adszorber hossz (HAH) H Gáz konc. Tömegarány!

22 A (szakaszos) adszorpciós ciklus „vége”:Az „áttörés” Telítődött réteg Aktív réteg τiτi Használatlan réteg τ i+1

23 Áttörés V[m 3 ] A szakaszos adszorpció vége, a regenerálás kezdete Az áttörés értelmezése diagramon:

24 „Molekulasziták” : Me + (AlO 2 ) x.(SiO 2 ) y.mH 2 O Egyforma, molekuláris méretű pórusok ( rácsüregek ) A kis méretű molekulák adszorbeálódnak

25 Kapilláris kondenzáció: kondenzáció a telítési nyomásnál kisebb nyomás esetén! A pórusokban folyadékfázis jelenik meg. Az adszorpcióra kedvező, a deszorpcióra nem. => hiszterézis Pórus

26 Az adszorpció előnyei: -Kis koncentrációban jelenlevő komponensek megkötésére is alkalmas -Energiaigénye kicsi ( környezeti hőmérsékleten üzemel) -Hőérzékeny anyagok leválasztására is használható - Folyadékok és gázok esetén is alkalmazható

27 hátrányai: -Az adszorbens telítődése miatt szakaszos művelet -A regenerálási ciklusok száma korlátozott (porlódás, „öregedés” ) -A regenerálás újabb környezetvédelmi gondot okozhat -Az elhasználódott adszorber-tömeg elhelyezése -A gáz előtisztítását igényli

28 Alkalmazása rendkívül gyakori: VOC megkötés Véggáztisztítás ( H 2 S, SO X ), szagtalanítás víztisztítás fémgőz leválasztás csírátlanítás katalízis

29

30

31

32

33 Deszorpció A szilárd anyag, ( adszorbens ) felületéről történő megkötött komponens eltávolítása. Megvalósítási lehetőségei: 1.A telített réteg felhevítése meleg levegővel, vízgőzzel….a megkötőképesség csökken ( Egyensúly, Le Chatlier _ Braun ) 2. Nyomáscsökkentéssel: 3. Öblítőgázas: Az elnyelt komponenst nem tartalmazó gázzal való átfúvatás. 4.Csereadszorpció: A megkötött komponens kiszorítása az adszorbensen jobban kötődő komponenssel

34 Regenerálás: A telített adszorbens üzemképes ( adszorpcióra képes ) állapotba hozása. Reaktiválás: A használat során lecsökkent aktivitású adszorbens aktivitásának helyreállítása. ( Nem üzemi feladat, pl. aktív szén, 900 o C, O 2 szegény környezet )

35 Az adszorbens ágy nyomásesése: (Carman-Kozeny) Gáz átáramlás rendezetlen halmazon lamináris áramlás esetén:

36 A szennyező pl. benzin Adszorpció Deszorpció Gáz (gőz) elegy

37

38

39

40

41

42

43


Letölteni ppt "Adszorpció Szilárd anyagok felületén történő komponensmegkötés (oldatokból és gázelegyekből) Szilárd felületen történő „sűrítés”"

Hasonló előadás


Google Hirdetések