Адсорбционный метод

Технологический процесс. Основные понятия. Технологическая схема. Технологический режим. Виды технологических процессов. Периодический, непрерывный, комбинированный.

ТП – это совокупность способов и процессов переработки сырья в материалы ЭТ.

Технологическая схема (ТС) – способ переработки, т.е. послед-е описание операций, протекающих в соответствующих аппаратах.

Технологическая операция (ТО) – происходит в 1-м или нескольких аппаратах и сочетает в себе тепловой, массообменный, химический, физический и механический процесс.

Стадии:

1. подготовка сырья и подвод компонентов в зону реакции;

2. хим. превращение;

3. отвод продукта из зоны и выделения целевого продукта.

Технологический режим (ТР) – совокупность основных параметров, влияющих на скорость процессов, на выход и качество продукта.

ТП делятся на 3 вида:

1. периодический - характеризуется единством место протекания отдельных стадий и не установившем состоянием во времени. Продукт выгружается либо полностью, либо частично через определенное время. После полной разгрузки опять загружает исходные материалы и циклические ТР меняется в процессе.

2. непрерывный – единством протекания всех стадий, установившимися состоянием во времени и непрерывности отбором продукта. ТР - постоянны.

3. комбинированный – любой непрерывный процесс, в котором отдельные стадии проводятся периодически.

Анализ ТП используется для решение следующих задач:

1. определение диапазона устойчивого диапазона функционирования ТП.

2. определение критических условий ведения ТП.

3.устанавление влияние ТР на выходные параметры.

4.исследование влияния изменений ТР и конструкции установки на качество продукта.

5. выявление главных точек технологической установки.

Синтез ТП позволяет:1.оптимизация ТР

2.оптимизация конструированных параметров установки.

3.оптимизация действительного ТП.

4.проектирование оптимального ТП.

Классификация процессов разделения и очистки. Стадии очистки. Выбор метода.

1. процессы разделения, основанные на сорбции (адсорбционные процессы, ионный обмен, хроматография).

2. процессы связаны с экстракцией (жидкостная экстракция).

3. кристаллизационные методы очистки.

4. процессы, связанные с перегонкой через газовую фазу (сублимация, дистилляция, ректификация, химич. транспорт)

5. процессы очистки основаны на электролизе.

В общем случае очистку полупроводников и диэлектриков ведут в 2 стадии:

1. исходный компонент переводят в промежуточное химическое соединение, очищают его.

2.производят восстановление компонентов из этого соединения и производят окончательную очистку.

Сорбционные методы очистки. Процесс очистки адсорбцией. Ионный обмен. Хроматография.

Сорбция – процесс поверхностного (адсорбция) и объемного (адсорбция) поглощения вещества на границе раздела двух фаз.

адсорбционный метод.

Адсорбция - самопроизвольный изотермический процесс сгущение массы вещества (адсорбата) на поверхности другого (адсорбента); снижается энергия и поверхностное натяжение.

Количественной характеристикой адсорбционной системы является изотерма.

2. ионный обмен (ИО) – это обратимый взаимообмен ионов с одноименным зарядами, протекающий между жидкостным раствором и тв. нерастворимым веществом, который контактирует с этим раствором тв. в-во – ионит или ионообменник.

Различают:1.катионид – только обмен с полож. ионами.

2. анионит – обмен с отрицательными ионами.

Ионный обмен – стехиометрическое замещение, т.е. на любой эквивалент 1-го иона, поглощаемого из раствора, ионит отдаст в раствор один эквивалент другого иона того же знака. ИО всегда сопровождается адсорбцией.

Для извлечения примеси в специальную реакционную ионообменную колону загружают зерна ионита и пропускают очищаемый раствор.

Схема изображения ионита: 3-колона; 2 – противоионы; 1 –матрица.

Ионит состоит из 1 может обладать отрицат. зарядами, которые обеспечивают фиксированным в нем ионами. Заряд фиксированных ионов компенсированным зарядом подвижных противоионов 2, которые двигаются в порах каркаса. Кроме них в поры могут попасть ионы того же знака, что и каркас, т.е. колоны 3. Следовательно, ИО заключается в распределении 2 между ионитом и раствором. Процесс обратимый. Как только наступает насыщения ионита ионами примеси, процесс завершает, а ионит промывают раствором, т.е. регенерирует.

ИО применяется:

1. для глубокой очистки раствора соли очищаемого элемента.

2. для разделения 2-х элементов, из которых один остается в растворе, а 2 поглощается ионитом.

3. для концентрир. ценного элемента в ионите, который извлекают из большой массы слабого раствора.

4. для глубокой очистки водя, используется при ТМКЭТ.

3. хроматография. Применяется для глубокого разделения и очистки веществ. С появлением метода возникла новая марка чистоты – хроматографический чистый. Метод основан на различии в сорбируемости компонентов разделяемой смеси на адсорбенте. Это приводит к различной скорости перемещения компонентов через пористую адсорбционную среду. В результате различной скорости смесь делится на ряд полос и зон – хромотограмма. Вещества разделяется механически друг то друга.

Существуют несколько видов жидкостно – адсорбционной хроматографии:

1.проявительный метод: (А+В) – исходная смесь, Е – проявитель, который адсорбируется хуже, чем А и В. Пусть А адсорбируется хуже В.

В верхнюю часть колонки с адсорбент заливают смесь А+В, который адсорбируется. Затем заливают жидкость Е, который будет вымывать постепенно оба компонента, но лучше А. В результате через определенное время компоненты разделяются по зонам адсорбции. Сначала выйдет Е, потом А с Е, потом Е, потом В.

2. вытеснительный: (А+В) – исходная смесь. Д –вытеснитель. Адсорбент сильнее А и В, поэтому способен вытеснять оба компонента, причем А быстрее. В результате появляется зоны с отдельными компонентами и зона, где они содержаться оба.

3.фронтальный: Через колонку пропускают (А+В) и получаем в чистом виде немного А.

Методы используются для разделения сложных смесей разбавленных растворов и для разделения редко – земельных металлов.

Поиск по сайту: