Расчет равновесной адсорбции паров n-метилформамида на активном угле

Характеристика системы и ее параметры показаны на рис. 3.5.1

Рис. 3.5.1. Адсорбционная система и ее характеристики

Задача равновесной адсорбции может быть решена из общего условия равновесия. Однако из него вытекают решения только для идеализированных систем (идеальной и бесконечно разбавленной). Реальные не идеальные системы удовлетворительно описываются полуэмпирическим термическим уравнением теории объемного заполнения микропор (ТОЗМ)

где a - величина адсорбции, моль/г; W0 - параметр адсорбента объем микропор, см3/г; V0 - мольный объем адсорбaта, см3/моль; Е0 - параметр адсорбента: характеристическая энергия адсорбции бензола; - коэффициент подобия; - термический коэффициент адсорбции, Т - температура адсорбции; T0 = 298 K; и

изменение химического потенциала сорбтива при адсорбции.

Пусть очистку ГВВ от паров N-метилформамида производят в адсорбере, заполненном микропористым (радиус пор равен 13/Е0 = 13/18,1 = 0,7 нм) активным углем АР-А, его характеристики приведены в приложении 4 и вынесены на рис. 3.5.1. Рабочее давлениеN-метилформамида Рраб = 99 Па, давление насыщенного пара Р0 = Р0298 = 12,1Торр =12,1×133=1613 Па. Тогда изменение химического потенциала при адсорбции рассчитываем по уравнению (3.5.2):

Коэффициент подобия равен отношению парахоров N-метилформамида и бензола:

В приложении 6 приведен парахор бензола П0=205,4. Для N-метилформамида парахор рассчитываем как сумму парахоров атомов

Тогда

Термический коэффициент сорбции вычисляем по уравнениям

где - плотность жидкого N-метилформамида при температурах кипения () и критической (). Данные для расчета:

По уравнению (3.5.1) рассчитываем величину адсорбции при рабочем давлении и Т = 298 К

Адсорберы обычно располагают на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях, а величина адсорбции существенно зависит от температуры, что учитывает термическое уравнение ТОЗМ через термический коэффициент адсорбции . Вычислим величину адсорбции в летних (+40оС) и зимних (-15оС) условиях. Однако давление насыщенного пара Р0 в уравнении (6.2) также зависит от температуры. Для его расчета воспользуемся следствием из уравнения Клаузиуса-Клайперона:

Еще статьи по экологии

Последствия возникновения экологических проблем
Сегодня, практически каждый житель всей нашей зеленой планеты жалуется на различные проблемы. Кто-то сталкивается с финансовыми трудностями, у кого-то проблемы со здоровьем, но лишь редкий человек зад ...

Татарская Караболка и авария на ПО Маяк 1957-1959 гг.
Мирный атом вошел в жизнь современного человека в 1954 году, когда была построена и внедрена в эксплуатацию АЭС в г. Обнинске. Отношение к мирному атому в то время было весьма скептическое, ...

Предложения по снижению экологического риска при эксплуатации котельной поселка Мирный
Экологический риск - совокупность рисков, угрожающих состоянию среды обитания и общественному благосостоянию. Природопользование, не выходящее за пределы допустимого экологического риска ...