Кельцев Н.В.

Кельцев Н.В. Основы Адсорбционной техники

Содержание:

Предисловие 8

Условные обозначения 11

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АДСОРБЦИОННОЙ ТЕХНИКИ 13

РАЗВИТИЕ АДСОРБЦИОННОГО МЕТОДА ОЧИСТКИ И РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ 14

Литература —

АДСОРБЦИОННОЕ РАВНОВЕСИЕ И СТРУКТУРА ПРОМЫШЛЕННЫХ АДСОРБЕНТОВ 27

Адсорбция и адсорбционные силы —

Структура промышленных адсорбентов 29

Термическое уравнение адсорбции и его частные случаи 31

Некоторые свойства адсорбентов 34

Экспериментальные методы исследования изотерм адсорбции 38

Теория мономолекулярной адсорбции 42

Теория полимолекулярной адсорбции и определение удельной поверхности 44

Другие методы определения удельной поверхности 61

Капиллярная конденсация и структура переходных пор 54

Ртутная порометрия 59

Теория объемного заполнения микропор 61

К вопросу об уравнении Фрейндлиха 75

Физические методы исследования адсорбционного взаимодействия 76

Литература 79

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ АДСОРБЕНТОВ 82

Активные угли 82

Получение активных углей 83

Особенности активных углей 86

Классификация активных углей 89

Зольность активных углей 91

Силикагели 91

Получение и технология производства силикагелей 92

Типы промышленных силикагелей 97

Приближенное определение структурных характеристик силикагеля 98

Активная окись алюминия 100

Промышленный ассортимент 101

Технология производства 103

Цеолиты 105

Природные цеолиты 105

Синтетические цеолиты 110

Молекулярно-ситовые свойства цеолитов 112

Получение и характеристика гранулированных цеолитов 118

Гранулирование цеолитов без связующих веществ 122

Кислотостойкие цеолиты 123

Природные глинистые породы 127

Литература 132

ТЕПЛОТА АДСОРБЦИИ 136

Определение теплоты адсорбции 136

Калориметрический и хроматографический методы 137

Изостерический метод 137

Термодинамические аспекты теории объемного заполнения микропор 140

Литература 146

ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ АДСОРБЦИИ 148

Общие закономерности адсорбции смесей 148

Экспериментальные методы изучения адсорбции смесей 151

Расчет адсорбции бинарной смеси газов (паров) на основе теории Ленгмюра 164

Расчет адсорбции бинарной смеси паров на основе теории объемного заполнения микропор 165

Приближенное определение коэффициента разделения 167

Теория идеального адсорбционного раствора 159

Приближенный метод расчета равновесия бинарных смесей на основе изотерм адсорбции компонентов 159

Литература 160

АДСОРБЦИЯ ИЗ ЖИДКИХ СРЕД 162

Литература 166

АДСОРБЦИЯ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ И ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ 167

Равновесие и динамика адсорбции 167

Использование метода в технике 174

Литература 177

КИНЕТИКА АДСОРБЦИИ 179

Экспериментальное изучение кинетики адсорбции 179

Кинетическая кривая 182

Коэффициент диффузии 182

Характер диффузионного потока 183

Виды переноса вещества в пористом теле 186

Литература 190

КИНЕТИКА ДЕСОРБЦИИ 191

Кинетика десорбции из зерна адсорбентов 191

Десорбция в вакууме 191

Относительный метод расчета кинетики десорбции 194

Десорбция в потоке газа 197

Выбор температурного режима в стадии десорбции 198

Десорбция паров воды и двуокиси углерода 200

Изотермическая десорбция из слоя микропористых адсорбентов 201

Литература 204

ДИНАМИКА АДСОРБЦИИ 206

Предмет динамики адсорбции 206

Основные уравнения динамики сорбции 208

Уравнение материального баланса 209

Приближенные уравнения кинетики адсорбции 211

Уравнение теплового баланса 215

Начальные и граничные условия 216

Математические модели динамики адсорбции 217

Динамика равновесной изотермической адсорбции 217

Динамика неравновесной изотермической адсорбции 224

Динамика неизотермической адсорбции 230

Динамика адсорбции многокомпонентной смеси 234

Экспериментальное исследование динамики адсорбции 236

Литература 240

ПЕРЕПАД ДАВЛЕНИЯ В СЛОЕ АДСОРБЕНТА 243

Гидравлическое сопротивление слоя 243

Формулы для определения перепада давления 246

Литература 248

АППАРАТУРЫ© ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ 249

АДСОРБЦИОННЫЙ ЦИКЛ И АППАРАТУРА 250

Типы адсорбционных установок 250

Метод разделения природного газа на установке с периодическими адсорберами 251

Литература 260

НЕПРЕРЫВНЫЙ МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ В ДВИЖУЩЕМСЯ СЛОЕ АДСОРБЕНТА 261

Разработка метода 261

Принципиальная схема установок разделения газов 263

Показатели непрерывного процесса 263

Очистка газа суспензиями адсорбента 266

Литература 266

ПРИМЕНЕНИЕ АКТИВНЫХ УГЛЕЙ 268

Рекуперация растворителей 268

Очистка газа от сернистого ангидрида 271

Очистка вентиляционного воздуха от сероуглерода 282

Адсорбционно-каталитическая очистка горючих газов от сероводорода 288

Очистка воды 290

Очистка сахарных сиропов 294

Улучшение вкусовых качеств водки, коньяка и вин 296

Применение в медицине- 297

Другие области применения 299

Литература 301

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ АДСОРБЦИИ НА СИЛИКАГЕЛЯХ 303

Адсорбция непредельных углеводородов 303

Адсорбция ароматических углеводородов 309

Адсорбция воды 314

Литература 315

ОСУШКА ГАЗОВ И ОРГАНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ СИЛИКАГЕЛЯМИ 316

Характеристика влажных сред 316

Влажность газов 316

Влажность жидких сред 319

Дезактивация силикагеля 320

Термическая обработка 320

Закоксовывание 321

Адсорбционные свойства в зависимости от структуры силикагеля 322

Осушка в статических условиях 322

Осушка в динамических условиях 324

Осушка газов с небольшим содержанием влаги 326

Выбор условий регенерации силикагеля 326

Осушка газа под высоким давлением 327

Принципиальные схемы осушающих установок 331

Установки одновременной осушки и отбензинивания газов 333

Установки короткоцикловой безнагревной адсорбции 338

Хемосорбция на силикагелях 341

Осушка, очистка и осветление масел 342

Литература 343

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ АДСОРБЦИИ НА ЦЕОЛИТАХ 344

Разделение на основе избирательной адсорбции ненасыщенных углеводородов 344

Система этан—этилен 345

Система пропан—пропилен 347

Системы с высокомолекулярными олефиновыми углеводородами 349

Система этилен — двуокись углерода 352

Система н-бутиловый спирт — н-кротиловый спирт 355

Системы этилен—ацетилен, окись и двуокись углерода—ацетилен 355

Система ацетилен—гомолог ацетилена 357

Разделение на основе избирательности адсорбции ароматических углеводородов 359

Система двуокись углерода—сероводород 364

Системы компонентов дымовых газов 365

Система двуокись азота — хлор 365

Литература 366

ОСУШКА ГАЗОВ И ОРГАНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ ЦЕОЛИТАМИ 369

Цеолиты как средство осушки 369

Осушка в газовой промышленности 374

Осушка природного газа на промыслах 376

Осушка газа на газобензиновых заводах 377

Осушка природного газа, закачиваемого в пласт 378

Осушка природного газа на криогенных установках 379

Осушка сжиженных углеводородных газов 382

Осушка абсорбента на газобензиновых заводах 383

Комбинированная схема осушки природного газа 384

Осушка в нефтеперерабатывающей промышленности 385

Осушка непредельных углеводородов 385

Осушка изопропилена с одновременной очисткой от изопропилового спирта 387

Осушка газов риформинга 388

Осушка сырья на установках алкилирования 389

Осушка масел 390

Осушка фреоновых холодильных масел 390

Осушка трансформаторного масла 393

Осушка жидкостей в лаборатории 393

Литература 395

ОЧИСТКА ГАЗОВ ЦЕОЛИТАМИ 397

Очистка газов от двуокиси углерода 397

Приготовление контролируемых защитных атмосфер 398

Очистка и осушка воздуха под высоким давлением 407

Очистка природного газа от двуокиси углерода и других примесей 409

Очистка этана, пропана, водорода 412

Очистка атмосферы от двуокиси углерода в изолированных системах 412

Очистка газов от сероводорода и меркаптанов 412

Очистка газов от сероводорода 412

Сероочистка газа с частичным удалением двуокиси углерода 415

Очистка газа от сероорганических соединении 417

Сероочистка газов с химической регенерацией адсорбента 418

Сероочистка природного газа на промыслах 420

Сероочистка сжиженных газов 421

Сероочистка нефтепродуктов 423

Очистка газов от аммиака 426

Цеолиты как хранилища веществ 427

Литература 428

РАЗДЕЛЕНИЕ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ МОЛЕКУЛЯРНО-СИТОВЫХ СВОЙСТВ ЦЕОЛИТОВ 431

Очистка изопентана от примеси н-пентана 431

Улучшение качества моторных топлив (удаление нормальных парафинов) 433

Бензины прямой перегонки нефти 434

Бензины термической и каталитической переработки нефтепродуктов 436

Выделение нормальных парафинов из продуктов изомеризации пентан-гексановой фракции 437

Обработка бензинов 441

Получение высокооктановых бензинов 441

Выделение нормальных парафинов в движущемся слое цеолитов 443

Депарафинизация бензинов с применением двуокиси углерода в качестве десорбента 444

Выделение нормальных олефинов из смеси с другими углеводородами 444

Выделение нормальных парафинов из керосино-лигроиновых фракций 446

Общая характеристика процессов 446

Процессы в паровой фазе 452

Процессы в жидкой фазе 464

Очистка аргона от кислорода 467

Проявление молекулярно-ситовых свойств у других веществ 468

Литература 470

ДОПОЛНЕНИЕ. АДСОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 474

Защита атмосферы от ртути 479

Очистка сточных вод целлюлозных производств 483

Снижение токсичности выбросов автомобилей 487

Производство биологически разрушающихся моющих средств 496

Химический состав основных типов цеолитов 504

Предметный указатель 506