способ определения адсорбционной емкости адсорбента
Классы МПК: | G01N7/04 только абсорбцией или адсорбцией B01D53/02 адсорбцией, например препаративной газовой хроматографией |
Автор(ы): | Федоров А.Н., Филин Н.В., Головко Г.А., Гарин В.А., Воротынцев В.Б., Давыдов И.А. |
Патентообладатель(и): | Балашихинское научно-производственное объединение криогенного машиностроения им.40-летия Октября "Криогенмаш" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-03-28 публикация патента:
15.11.1994 |
Сущность изобретения: при определении динамической емкости адсорбера по кислороду определяют для данной марки цеолита неиспользованную емкость адсорбера при динамических испытаниях, статическую емкость по аргону и кислороду определяют при парциальном давлении, соответствующем их концентрации в смеси при динамических испытаниях, а динамическую емкость определяют по формуле, указанной в тексте описания. 1 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДСОРБЦИОННОЙ ЕМКОСТИ АДСОРБЕНТА, включающий определение статической емкости по кислороду, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения динамической емкости наряду со статической, определяют статическую емкость по аргону и неиспользованную емкость адсорбента при динамических испытаниях, статическую емкость по аргону и кислороду определяют при парциальном давлении, соответствующем его концентрации в смеси при динамических испытаниях, а динамическую емкость определяют по формулеa
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/2023253-9t.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/2023253-10t.gif)
где a
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/2023253-11t.gif)
a
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/2023253-12t.gif)
aArст - статическая емкость по аргону, см3/г;
ahн - неиспользованная емкость адсорбента при динамических испытаниях, см3/г.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к определению адсорбционной емкости адсорбентов, а конкретно к определению динамической емкости цеолита NaA, используемого при криогенной очистке аргона от кислорода. Сведения о динамической емкости необходимы для расчета адсорберов очистки аргона от кислорода за счет молекулярно-ситового эффекта. Большой расход хладагента приводит к значительным затратам энергии на его получение, кроме того велики затраты энергии на проведение регенерации адсорбента. Испытание необходимо проводить для каждой изготовленной партии цеолита, практически ежедневно, что приводит к большим затратам электроэнергии и трудозатратам. Известен способ определения адсорбционной емкости адсорбента, включающий определение статических емкостей по кислороду для каждой партии адсорбента [1] . Способ включает в себя насыщение адсорбента кислородом при статическом давлении в течение 1 ч. При этом в сравнении с динамическими испытаниями не требуется сложного оборудования, затраты на криохладагент минимальные (несколько килограммов) и не требуется высокая квалификация обслуживающего персонала. Однако этот способ не характеризует динамическую емкость адсорбента в реальных условиях процесса очистки и дает только статическую емкость, которая не может быть использована для расчета адсорберов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения динамической емкости наряду со статической. Указанная цель достигается тем, что в способе определения адсорбционной емкости адсорбента, включающем определение статической емкости для каждой партии адсорбента, определяют величину снижения емкости адсорбента при динамических испытаниях, при этом статическую емкость по аргону и кислороду определяют при парциальном давлении, соответствующем его концентрации в смеси при динамических испытаниях, а динамическую емкость определяют по формулеa
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/8706.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/697.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/2023253t.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/8706.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/697.gif)
a
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/2023253-2t.gif)
аAr ст - статическая емкость по аргону, см3/г,
аhн - неиспользованная емкость адсорбента при динамических испытаниях, см3/г. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ отличается тем, что динамическую емкость определяют путем сопоставления статических емкостей. На чертеже приведена выходная кривая адсорбции кислорода. В результате проведенных исследований установлено, что в динамическом процессе очистки аргона от кислорода одновременно с адсорбцией кислорода идет адсорбция аргона. Это приводит к тому, что часть адсорбционного объема цеолита в динамических условиях не заполняется кислородом и таким образом снижается динамическая емкость. Кроме того, в динамическом процессе очистки часть адсорбционного объема адсорбера не используется (см.чертеж). Величина неиспользованного объема соответствует высоте неработающего слоя hн. На чертеже L - длина слоя адсорбента, Lo - длина зоны массообмена, Со - начальная концентрация кислорода. Спр - проскоковая концентрация кислорода. Кислород в процессе очистки занимает адсорбционный объем
V
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/2023253-3t.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/2023253-4t.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/2023253-5t.gif)
VAr ст - адсорбционный объем, занимаемый аргоном при статических испытаниях;
Vhн - неиспользуемый адсорбционный объем при динамических испытаниях. Уравнение (1) может быть представлено в виде:
а
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/8706.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/697.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/2023253-6t.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/8706.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/697.gif)
a
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/2023253-7t.gif)
аAr ст - статическая емкость по аргону, см3/г;
ahн - неиспользованная емкость адсорбента при динамических испытаниях, см3/г. Пример конкретного выполнения. Для определения статической емкости цеолита по кислороду и аргону применяют объемный метод. Метод заключается в определении объема газа, поглощенного навеской адсорбента, отобранной от партии изготовленного цеолита. Навеску цеолита охлаждают до температуры
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023024/8776.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/2023253-8t.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023024/8776.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/8706.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/8706.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/697.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/8706.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/697.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023015/8805.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023253/8706.gif)
![способ определения адсорбционной емкости адсорбента, патент № 2023253](/images/patents/450/2023025/177.gif)
Класс G01N7/04 только абсорбцией или адсорбцией
Класс B01D53/02 адсорбцией, например препаративной газовой хроматографией