ABSORPCJA- jest to dyfuzyjne przenoszenie czasteczek sub z jednej fazy ( gazowej) przez granice faz w objetosc
Drugiej fazy (cieczy) wywolane gradientem stezen w obu fazach. Polega na pochlanianiu zanieczyszczen gazowych
Przez ciecz( absorbent). WYZNACZANIE ROWNOWAGI ABSORPCYJNEJ- wyznacza się wprowadzajac do
Zamknietego naczynia jednoskladnikowa lub wieloskladnikowa faze gazowa oraz absorbent ciekly. W wyniku kontaktu
Obu faz czesc skladnikow zawartych w fazie gazowej zostanie pochlonieta przez ciecz. Szybkosc procesu pochlaniania
Gazu na poczatku procesu jest duza po bardzo dlugim czasie dazy do zera. Zostaje wówczas osiagniety stan rownowagi
Fizykochemicznej miedzy faza gazowa a ciekla. W WARUNKACH ROWNOWAGI FIZYKOCHEM: - temp w obu
Fazach sa jednakowe TG=TL gdzie: TG, TL temp w fazie gazowej i w fazie cieklej - cisnienia calkowite w fazie gazowej i
W fazie cieklej sa jednakowe pG, pL cisnienia calkowite w fazie gazowej i w fazie cieklej - potencjaly chem poszczegolnych
Skladnikow w obu fazach sa jednakowe µiG= µiL gdzie: µiG, µiL potencjal chem (i) skladnika w gazie i w cieczy.
ROWNOWAGE ABSORPCYJNA PODAJE SIĘ W: postaci preznosci czastkowej danego skladnika pA* w funkcji ulamka
Molowego tego skladnika w fazie cieklej XA* w warunkach stalej i okreslonej temp. PRAWO HENRIEGO- dla malych
Wartosci ulamka molowego skladnika A w fazie cieklej zaleznosc rownowagowa można opisac rownaniem prostej o
Postaci pA*= HA XA* lub w rownowaznej pA*= HeA CA* ZALOZENIA LANGMUIRA: - powierzchnia ciala stalego
Posiada okreslona liczbe miejsc, zwanych centrami aktywnymi, - na jednym miejscu aktywnym może zaadsorbowac się
jedna czastka adsorbatu przez pewien okreslony czas - wiazanie się czasteczek adsorbatu z miejscem aktywnym
może być fizyczne lub chemiczne -zaadsorbowane czastki tworza warstwe monomolekularna i nie wystepuje miedzy nimi
żadne wzajemne oddzialywanie - czasteczki nie wykazuja ruchu translokacyjnego ( drganie, przemieszczanie się) w
plaszczyznie powierzchni adsorbatu - energia adsorpcji jest stala i nie zalezy od stopnia pokrycia powierzchni
- wystepuje rownowaga miedzy czasteczkami zaadsorbowanymi na powierzchni a czasteczkami fazy objetosciowej
( rownowaga ma charakter dynamiczny tzn ze w stanie rownowagi liczba czasteczek adsorbujacych się w jednostce
Czasu rowna się liczbie czasteczek ulegajacych desorpcji).
ADSORPCJA- polega na wiazaniu sub na powierzchni ciala stalego. Proces adsorpcji w okreslonych warunkach trwa,
az do osiagniecia rownowagi dynamicznej miedzy stezeniem sub Rozpuszczonej a stezeniem sub na powierzchni
adsorbentu. ADSORBENT- okreslamy cialo które sorbuje sub, zas Adsorbatem substancje adsorbowana znajdujaca
się w roztworze. TEORIA LANGMUIRA- przy takich zalozeniach rownowage adsorpcyjna możemy przedstwic:
czasteczka w roztworze czasteczka w adsorbencie ( kompleks adsorpcyjny). STOPIEN POKRYCIA POW
ADSORBENTU ΘA- stosunek ilosci zajetych centrow adsorpcji do calkowitej liczby centrow na powierzchni adsorbentu
nA/nAm= ΘA nA- liczba moli adsorbatu zaadsorbowanych na centrach aktywnych adsorbentu nAm- liczba moli
adsorbatu odpowiedajaca obsadzeniu wszystkich centrow adsorbentu SZYBKOSC PROCESOW ADSORPCJI rads-
jest proporcjonalna do cisnienia gazu p i ulamka powierzchni nieobsadzonej (1- ΘA) rads= k1* pA (1-ΘA)
rads- szybkosc adsorpcji ( kmol/(kg*s)) k1- stala szybkosci adsorpcji pA- cisnienie adsorbatu w gazie (Pa)
ΘA- stopien pokrycia powierzchni SZYBKOSC DESORPCJI rdes- jest proporcjonalna do ulamka powierzchni
Pokrytej adsorbatem Θ rdes= k2 * ΘA gdzie rdes- szybkosc desorpcji (kmol/kg*s) k2- stala szybkosci desorpcji
ΘA- stopien pokrycia powierzchni ROWNANIE IZOTERMY LANGMUIRA- ΘA= bA*pA/ 1+ bA* pA
ROWNANIE ADSORPCJI HENRYEGO- ΘA= bA * pA MOLOWE STEZENIE SKLADNIKA A- oznaczajac przez XA
Molowe stezenie skladnika A przy danym pokryciu powierzchni a przez XAm stezenie tego skladnika przy pokryciu
Monowarstwowym zaleznosc można zapisac XA= XAm * bA* pA / 1+ bA * pA XA- jest wyrazana w mol skladnika
A/ mol adsorbentu lub w mol skladnika A/g adsorbentu. ROWNANIE LANGMUIRA W ZAPISIE LINIOWEJ ZALEZNOSCI
pA/XA= 1/XAm *pA+ 1/XAm *bA POWIERZCHNIA WLASCIWA- jest to stosunek powierzchni czynnej adsorbentu
przypadajacego na jednostke jego masy aW= XAm *N*AS gdzie: XAm- wielkosc adsorpcji odpowiadajaca pokryciu
adsorbentu zwarta monowarstwa N- liczba Avogadra ( 6, 023* 10 23 mol-1) AS- powierzchnia zajmowana przez jedna
czastke adsorbatu GESTOSC STRUMIENIA DLA PRZEPLYWU OBJETOSCIOWEGO JV= 1/A * dV/dt [ m3/ (m2 *s)]
V- objetosc odbieranego permeatu [m3] A- powierzchnia robocza membrany [m2] t- czas [s]
PERMEACJA- proces przenikania gazow cieczy przez membrane. MEMBRANA- homo lub heterogeniczna stala lub
Ciekla warstwa oddzielajaca dwie fazy plynne, ale umozliwiajaca przenikanie niektórych skladnikow jednej fazy do
Drugiej. NADAWA- roztwor, mieszanina, zawiesina, która poddajemy separacji lub oczyszczeniu.
PERMEAT- czesc nadawy, która przeniknela przez membrane RETENTAT- czesc nadawy która nie przeniknela przez
Membrane WLASNOSCI SELEKTYWNE MEMBRANY- jeżeli skladniki nadawy przenikaja przez membrane z roznymi
Szybkosciami to sklad permeatu rozni się od skladu nadawy i mowimy o wlasnosciach selektywnych membrany.
PROCESY MEMBRANOWE- procesy rozdzielenia w których wykorzystuje się właściwości separacyjne mambran.
Rozdzielenie jest wynikiem roznicy szybkosci transportu sub w mwmbranie. Szybkosc procesu zalezy od: rodzaju
Membrany, sily napedowej. TRANSPORT PRZEZ MEMBRANE ZACHODZI WEDLUG TRZECH MECHANIZMOW:
- transport bierny- sub przenikaja przez membrane w kierunku malejacych wartosci potencjalu elektrochemicznego,
Gradient potencjalu może być wywolany roznica stezen, cisnien lub potencjalow elektrycznych faz wystepujacych po
Obu stronach membrany – transport ulatwiony- sub przenikaja również przez membrane w kierunku malejacych
Wartosci potencjalu elektrochemicznego z tym ze rozdzielany skladnik laczy się w membranie z nosnikiem, powstaje
Nietrwaly kompleks który szybko zostaje przetransportowany na druga strone membrany tam jest uwalniany
Rozdzielany skladnik, a nosnik dyfunduje z powrotem do przeciwnej powierzchni membrany – transport czynny-
Sub przenikaja przez membrane w kierunku rosnacych wartosci potencjalu elektrochem. Ten rodzaj transportu wymaga
Dostarczenia okreslonej energii i wystepuje w membranach plazmatycznych, ogolnie w membranach biologicznych.
ZALOZENIA TECHNIK MEMBRANOWYCH: mikrofiltracja, ultrafiltracja, nanofiltracja, odwrocona osmoza
O EFEKTYWNOSCI PROCESU MEMBRANOWEGO DECYDUJA: - wydajnosc membrany ( okresla gestosc strumienia
Permeatu-J) - wlasnosci selektywne( separacyjne)- wyrazaja zdolnosc odmiennego zachowania się membrany w
Stosunku do skladnikow mieszaniny rozdzielanej, charakteryzowane sa za pomoca wspolczynnika retencji R lub
Selektywnosci S R=Cn- Cp / Cn Cp- stezenie skladnika rozdzielanego w permeacie [kg/m3] Cn- stezenie skladnika
Rozdzielanego w nadawie [ kg/m3]
GRANICZNA MASA MOLOWA- wielkosc ta oznacza mase molowa zwiazku o
Najmniejszych czasteczkach zatrzymywanych przez membrane w ilosciach nie
mniejszych niż 90%. Wartosc te Wyznacza się na podstawie zaleznosci
wspolczynnika retencji od masy czasteczkowej R=f(M)
WSPOLCZYNNIK PERMEACJI- Lp= tgα= a/b= Jv/ Δp [m/(Mpa*s)]
Lp= 34*10-6/ 0,5= 68*10-6 [m/(Mpa*s)]
OPOR MEMBRANY DLA CZYSTEGO ROZPUSZCZALNIKA- R= 1/Lp= 1/ 68*10-6=
14,7*103 ≈15*103 [(Mpa*s)/m] ODWROCONA OSMOZA- proces membranowy,
rozdzielenie sub o wymiarach porownywalnych z rozmiarami Czasteczek rozpuszczalnika.