Условия проведения опыта и характеристики адсорбента

1	Адсорбент	Активированный уголь АР-А
2	Масса адсорбента
3	Условия регенерации: температура, давление, продолжительность
4	Условия адсорбции: температура, адсорбтив − азот
5	Текстурные константы образца W o и E o

 

После выполнения расчёта полученные данные необходимо сверить по Банку данных.

 

                                                                                                                                   

Вопросы для самоконтроля

1. Каковы основные положения теории объёмного заполнения микропор (ТОЗМ)?

2. В каких случаях корректно использовать ТОЗМ для расчёта?

3. Какие уравнения использованы в Банке данных для расчёта текстурных характеристик адсорбентов?

Таблица 2.3

Расчёт изотермы адсорбции толуола на активном угле АР-А при 303 К

Р, мм рт. ст.	Р s / P	ln (Ps / P)	A = 8,314•303 • ln (Р s / P), Дж/моль	А^2	ln a = ln ao (- A ^2 / E ^2)	a, моль/г	Р, кПа	ln P

Лабораторная работа 4

Определение изотерм адсорбции паров воды на образцах адсорбентов и катализаторов эксикаторным методом

Приборы и реактивы:

− эксикаторы с насыщенными растворами солей и растворами серной кислоты для поддержания постоянной влажности – 10 шт;

− образец адсорбента или катализатора – 0,3-1,0 г;

− бюксы стеклянные – 20 шт;

− сушильный шкаф или печь для прокаливания;

− весы аналитические.

Цель работы. Определить изотерму адсорбции паров воды на исследуемом материале при комнатной температуре.

Сущность работы. Сущность метода заключается в доведении образцов материала, предварительно высушенных до постоянной массы, до равновесного состояния в искусственно созданных паровоздушных средах, имеющих различные значения относительной влажности воздуха при температуре 20-25 °С (Приложение, табл. 6.1, 6.2), и в последующем определении содержания воды в этих образцах путем взвешивания [18].

    Сорбционную влажность материала при каждой заданной относительной влажности воздуха определяют по результатам испытания двух образцов, имеющих произвольную форму.

 

Порядок проведения работы

    Бюксы высушивают до постоянной массы при температуре (100±5) °С. Высушивание бюкса до постоянной массы считают законченным, когда два последовательных взвешивания дают одинаковые результаты. За массу высушенного бюкса принимают наименьшую величину полученную при взвешивании.  Каждый образец помещают в отдельный высушенный бюкс. Взвешивают бюкс с образцом с погрешностью 2∙10^{-4 г}. Бюксы с образцами высушивают до постоянной массы при выбранной температуре дегидратации (±5 °С).

Результаты взвешиваний фиксируются в табл. 2.4 с указанием номера образца и температуры дегидратации.

 

 

Таблица 2.4

Результаты измерений

№ бюкса	Масса бюкса, г	Масса бюкса с образцом, г	Масса бюкса с образцом после дегидратации, г	Навеска образца, г

 

Края 10 эксикаторов и их крышек смазывают вакуумной смазкой для предотвращения попадания наружного воздуха во внутрь эксикатора. Наливают в каждый из 10 эксикаторов насыщенные растворы солей или водные растворы серной кислоты. В каждый эксикатор с растворами помещают по 2 бюкса с двумя образцами материала. Бюксы ставят на фарфоровую вставку эксикатора открытыми. Их крышки помещают рядом с бюксами. Эксикатор закрывают крышкой. Все бюксы необходимо помещать в эксикатор в один день. Эксикаторы с образцами материала размещают на полках лабораторного термостата, в которых поддерживают температуру (20±2) °С.

    Бюксы с образцами материала взвешивают через каждый час, а затем – через каждые 12 ч до достижения образцами постоянной массы. Перед взвешиванием открывают эксикатор и сразу закрывают крышками все находящиеся в нём бюксы с образцами.

    Процесс поглощения материалом паров воды из окружающего воздуха (сорбции) считают законченным, когда два последовательных взвешивания дают одинаковые результаты или масса бюкса с образцом материала начнет уменьшаться. За массу бюкса с образцом материала после окончания процесса сорбции принимают наибольшую величину, полученную при взвешивании.

По окончании процесса взвешивания для каждого значения относительной влажности получают кинетическую кривую адсорбции. Пример кинетической кривой приведен на рис. 2.11.

Рис. 2.11. Кинетические кривые адсорбции паров воды на образцах

активированных углей

 

Равновесную величину адсорбции по парам воды образца материала, а _Н2Ов г/100 г образца вычисляют по формуле:

                            ,                                       (2.16)

где m ₁ – масса бюкса с образцом материала после окончания процесса сорбции, г;   m ₂– масса бюкса с образцом материала после высушивания образца до постоянной массы, г; m ₃– масса высушенного до постоянной массы бюкса, г.

    По экспериментальным данным строят изотерму адсорбции паров воды при 20 ^оС. Пример изотермы адсорбции паров воды на образце активированного угля приведен на рис. 2.12.

Рис. 2.12. Изотермы адсорбции паров воды на образце АУ1, полученные

эксикаторным методом и на вакуумно-сорбционной установке

 

       После обработки результаты заносятся в табл. 2.5,по данным которой строится изотерма адсорбции паров воды на исследуемых образцах при
20 ^оС.

Таблица 2.5