Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фастовский В.Г. -> "Инертные газы" -> 88

Инертные газы - Фастовский В.Г.

Фастовский В.Г., Новинский А.Е., Петровский Ю.В. Инертные газы — М.: Атом-издат, 1972. — 352 c.
Скачать (прямая ссылка): inertnye-gases.djvu
Предыдущая << 1 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 92 93 94 .. 130 >> Следующая

Адсорбция примесей происходит обычно весьма энергично и быстро, поэтому очистка газа, поступающего в адсорбер, заканчивается в ограниченной зоне слоя поглотителя, которая по мере насыщения сорбатом перемещается в направлении движения газа (рис. 4.9). Степень насыщения и сорбента примесями
244
(в долях максимальной степени насыщения, отвечающей равновесию с очищаемым газом) меняется от нуля — на фронтальной границе работающей зоны до единицы — у задней границы зоны. Вдоль работающей зоны наблюдается сложная закономерность изменения величины и, называемая обычно сорбцион-ной волной. Поскольку для завершения сорбции требуется определенное время контакта между сорбатом и сорбентом, высота работающей зоны слоя /гр практически обратно пропорциональна скорости течения газа ш.
Рассматривая характеристики газа, протекающего через слой, можно видеть, что в сечении 17=1 газ имеет наибольшее содержание примеси, равное исходному (х = х0), а в сечении {/=0— наименьшее содержа- I ние, которое может быть обеспечено данным сорбентом (х= / = хмин). Между этими сечениями наблюдается сложная закономерность изменения содержания примеси, называемая волной концентрации в газе. Сорбционная волна и волна концентрации в газе связаны между собой условиями сорб- < ционного равновесия (изотермой адсорбции).
Когда фронтальная граница работающей зоны в своем
В >. д


г'


Нал н
Рис. 4.9. Насыщение сорбента в слое при динамической адсорбции.
движении достигает конца слоя адсорбента (#ад — длина адсорбера), наступает проскок примесей и процесс очистки должен быть остановлен. К этому моменту недоиспользуется часть адсорбционной емкости сорбента, численно равная площади диаграммы абвга над сорбционной волной. Это равноценно потере некоторой высоты слоя Ам, которая может быть найдена построением прямоугольника абде, равновеликого площади абвга. Величина /гм возрастает с повышением линейной скорости газа.
Адсорбционная осушка. Главная область использования адсорбционных методов для очистки газов — их осушка. Разработано и широко используется большое число адсорбентов, эффективно поглощающих влагу уже при комнатных температурах. Это предельно упрощает процесс осушки газов.
Температурный режим. Если адсорбер не имеет охлаждаю* щего устройства и теплота адсорбции не отводится (адиабатические условия), то поглощение влаги сопровождается повышением температуры работающей зоны слоя и уменьшением равновесной влагоемкости сорбента. Одновременно нагревается газ, который уносит часть выделяемой теплоты адсорбции. Проходя над слоем свежего и еще холодного сорбента, газ на-
245
гревает его. На определенном температурном уровне количество выделяемого в процессе адсорбции тепла уравнивается с количеством тепла, уносимого газом, и устанавливается равновесная температура слоя. Превышение равновесной температуры слоя (а в первом приближении и газа) над исходной температурой газа с начальным влагосодержанием й0 кг/м3 с достаточной для технических расчетов точностью может быть подсчитано по уравнению
М = <ЩРгсг> (4.2)
где (2— 665 кал/г — теплота адсорбции влаги; сг — теплоемкость газа, кал/(г-град) и рг — плотность газа, кг/м3.
На рис. 4.10 показано возрастание температуры слоя при различных начальных влагосодержаниях осушаемого аргона.
. При относительно небольшом содержании влаги в газе повышение температуры слоя невелико, но при значительных влажностях поступающего на осушку газа равновесная температура существенно превышает температуру окружающей среды и сопутствующее этому заметное уменьшение влагоемко-сти сорбента должно учитываться при расчете адсорберов.
Адсорбенты. Для осушки газов используют следующие сорбенты.
1. С или ка гель — пористый гель кремневой кислоты, в виде колотых кусков или сферических гранул, отличающийся относительной дешевизной и высокой влагоемкостью. Выпускается промышленностью двух типов: мелкопористый, с содержанием . 5Ю2 (в пересчете на сухое вещество) 99,2% — преимущественно используется при низких влажностях газа, и крупнопористый— применяется при высоких относительных влажностях газа.
По размеру гранул различают крупный силикагель (размер зерен 2,8— 7,0 мм), шихта (1,5—3,5 мм) и мелкий силикагель (0,25— 2,0 мм). Насыпной вес крупнопористой шихты 400—500 кг/м3, мелкопористой — 670 кг/м3. Прочность гранул крупного силика-геля и шихты при истирании: крупнопористого 60—80%, мелкопористого 80—90%; они должны выдерживать нагрузку при раздавливании 2—6 кГ.
Хотя мелкопористый силикагель более эффективен при низких относительных влажностях газа и обеспечивает более глу-
0

и г



і
20
40 во ±;с
Рис. 4.10. Возрастание температуры слоя в адиабатических условиях в зависимости от начального влаго-
содержания газа: / — алюмогель: 2 — цеолит типа ЫаА.
246
бокую осушку, влагоемкость его значительно меньше, чем крупнопористого силикагеля. По ГОСТ 3956—54 при относительной влажности ф=100% влагоемкость х мелкопористого силикагеля составляет 35 % массы сухого адсорбента, а крупнопористого — до 70%.
Предыдущая << 1 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 92 93 94 .. 130 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed