Адсорбция. Поглощение газов или паров из газовых смесей или растворов твердым веществом

1. Адсорбция

2.

Адсорбция (лат.  ad  —  на,  при,  в; 
sorbeo  —  поглощаю) поглощение  газов 
или  паров  из  газовых  смесей    или 
растворов    твердым  веществом  – 
адсорбентом. Поглощаемое    вещество 
называется 
адсорбатом 
или 
адсорбативом

3.

4.

Различают физическую и химическую
адсорбции.
Физическая
адсорбция
обусловена взаимным притяжением молекул
адсорбата и адсорбента под действием сил
Ван-дер-Ваальса.При химической адсорбции
между молекулами поглощенного вещества и
поверхностными молекулами поглотителя
возникает химическая связь

5.

6. Абсорбент

Адсорбенты — высокодисперсные природные или 
искусственные материалы с большой удельной 
поверхностью, на которой происходит адсорбция веществ 
из соприкасающихся с ней газов или жидкостей. 
Адсорбенты применяют для очистки воды от металлов и 
примесей, в противогазах, в качестве носителей 
катализаторов, для очистки газов, спиртов, масел, для 
разделения спиртов, при переработке нефти, в медицине 
для поглощения газов и ядов.
 

7. Абсорбент

Активные угли. Высокопористые  активные  угли  получают 
путем  сухой  перегонки  различных  углеродсодержащих 
веществ (дерева, костей и др.) и активирования полученных 
углей  для  повышения  их  пористости.  Активирование 
осуществляют  прокаливанием  угля  при  температурах  ≤  900 
°С, а также другими способами, например удалением из пор 
угля  смол  и  некоторых  других  продуктов  сухой  перегонки 
путем  их  экстрагиро вания  органическими  растворителями, 
окислением  кислородом  воздуха  и  др.  Для  повышения 
активности  углей  в  них  часто  перед  обугливанием  вводят 
активирующие добавки (растворы хлористого цинка, кислот, 
ще лочей и др.).

8.

Силикагели. Эти адсорбенты представляют собой продукты 
обезво живания  геля  кремневой  кислоты,  получаемые 
путем  обработки  раствора  силиката  натрия  (растворимого 
стекла) минеральными кислотами или кис лыми растворами 
их солей. Удельная поверхность силикагелей изменяется от 
400  до  770 м2/г.  Размер  гранул  колеблется  от  0,2  до  7 мм, 
насыпная  плот ность  составляет  400-800 г/л.Силикагели 
применяются  главным  образом  для  осушки  газов.  Погло 
тительная способность силикагелей по отношению к парам 
органических  веществ  сильно  снижается  в  присутствии 
влаги.  Достоинством  силикагелей  является  их  негорючесть 
и большая механическая прочность, чем у актив ных углей.

9.

Цеолиты. Эти  адсорбенты  представляют  собой  природные  или  синте тические 
минералы,  которые  являются  водными  алюмосиликатами  катио нов  элементов 
первой  и  второй  групп  периодической  системы  Д.И.  Менде леева.  В  качестве 
промышленных  адсорбентов  применяются  главным  обра зом  искусственные 
(синтетические)  цеолиты.  Относительно  недавно  были  получены  цеолиты, 
обладающие весьма однородной структурой пор, раз меры которых соизмеримы 
с  размерами  адсорбируемых  молекул.  Эти  цео литы  проявляют  молекулярноситовое действие, кото рое заключается в их способности не поглощать молекулы, 
диаметр  которых  больше  диаметра  пор.  Молекулярно-ситовыми  свойствами 
обладают 
также 
некоторые 
природные 
цеолиты, 
например 
натролит. Молекулярно-ситовое действие цеолитов  часто  используют  в 
промышленной  практике  для  разде ления  некоторых  веществ,  например 
нормальных  и  изопарафиновых  угле водородов.Цеолиты  отличаются  высокой 
поглотительной  способностью  по  отно шению  к  воде  и  являются 
высокоэффективными адсорбентами для осушки и очистки газов и жидкостей, в 
частности для глубокой осушки газов, содержащих небольшие количества влаги. 
Размер гранул цеолитов состав ляет от 2 до 5 мм.

10. Устройство адсорберов

УСТРОЙСТВО АДСОРБЕРОВ
Процессы адсорбция могут проводиться
периодически(в аппаратах с неподвижным
слоем адсорбента) и непрерывно – в аппаратах с
движущимся или кипящим слоем адсорбента, а
также в аппаратах с неподвижным слоем – в
установке из двух ибольшего числа адсорберов,
в
которых
отдельные
стадии
процесса
протекают неодновременно

11. Адсорберы перидического действия

Адсорберы перидического 
действия
Эти аппараты изготавливают в виде колонн, фильтров или смесителей.
На рис. приведена схема адсорбционной колонны для обесцвечивания
сиропов при помощи костяного угля. Адсорбер представляет собой
вертикальный цилиндрический сосуд 1 высотой 6…10 м и диаметром
0,6…1,2 м. Адсорбент загружается в адсорбер через горловину 2 с
крышкой. Для выгрузки крупки имеется люк 5. Уголь насыпают на
решетку 4, на которой помещено металлическое сито и холст.
Сироп, поступающий на фильтрацию, подается через трубу 3, к которой
присоединены патрубки с вентилями. По этим патрубкам подаются сиропы
различной цветности. По мере того как поверхность угля насыщается
красителями, направляют сиропы с более высокой цветностью. Это
позволяет наиболее полно использовать адсорбционную способность
угля. Обесцвеченный раствор по трубе направляется на контрольный
тканевый фильтр 6, в котором удерживаются увлеченные кусочки угля.

12.

13.

На рис. представлена схема адсорбер-фильтра, используемого для
осветления жидкости . В качестве адсорбента в этом случае применяется
фильтрационная масса, изготовляемая из хлопчатобумажных лоскутков.
Путем химической и механической обработки получают тонкую
волокнистую массу, которой заполняют рамы фильтрпресса.

14. Адсорберы непрерывного действия

Природный  газ  поступает  в  адсорбционную  часть  установки,  где  из  него  в 
движущемся  слое  активного  угля  под  действием  силы  тяжести  спускается  в 
трубчатый  нагреватель,  в  котором  производится  десорбция  путем  нагрева 
адсорбента через стенку с подводом небольшого количества острого пара в качестве 
динамического  агента.  При  этом  не  происходит  увлажнения  угля,  и  из  цикла 
полностью  выпадает  фаза  сушки  угля,  необходимая  в  обычных  рекуперационных 
установках периодического действия.
Пары десорбированных углеводородов поднимаются из десорбера вверх по секции 
хроматографического  разделения  колонны,  причем  более  тяжелый  компонент 
вытесняет из пор угля более легкий компонент. Благодаря этому непрерывный метод 
позволяет  не  только  выделить  высшие  углеводороды  из  газа,  но  и  разделить  их 
непосредственно  в  адсорбционной  колонне,  что  устраняет  необходимость 
сооружения  специальных  стабилизирующих  или  фракционирующих  колонн. 
Активный уголь специальным питателем подают в газлифт, где для транспорта угля в 
верхнюю  часть  установки  используют  отбензиненный  природный  газ.  Цикл 
заканчивается  в  трубчатом  холодильнике,  в  котором  уголь  охлаждают  проточной 
водой, прежде чем снова направить на адсорбцию.
Важными  преимуществами  непрерывной  адсорбции  являются  полная 
автоматизация  процесса,  возможность  производить  хроматографическое 
разделение смеси компонентов наряду с их выделением из газа, снижение расхода 
тепла на регенерацию угля, не увлажняемого на стадии десорбции.

15.

16. Однокамерный адсорбер с кипящим слоем

Однокамерный адсорбер с кипящим 
слоем
      В  адсорбере  адсорбент  постоянно 
поступает  по  трубе  на  сетку.  Газноситель  непрерывно  нагнетается    на 
сетку 
и 
проходит 
через 
адсорбент,приводя  его  в  состояние 
псевдоожижения.Очищенный 
газ 
выходит через верхний штуцер.Лишний 
адсорбент  содержит  поглощеный 
материал  и  подается  на  десорбцию, 
после 
чего 
адсорбент 
может 
использоваться повторно

17. Спасибо за внимание