RU187414U1 - TEST STAND FOR STUDYING THE KINETICS OF ADSORPTION (DESORPTION) OF WATER VAPORS - Google Patents
TEST STAND FOR STUDYING THE KINETICS OF ADSORPTION (DESORPTION) OF WATER VAPORS Download PDFInfo
- Publication number
- RU187414U1 RU187414U1 RU2018142634U RU2018142634U RU187414U1 RU 187414 U1 RU187414 U1 RU 187414U1 RU 2018142634 U RU2018142634 U RU 2018142634U RU 2018142634 U RU2018142634 U RU 2018142634U RU 187414 U1 RU187414 U1 RU 187414U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adsorbent
- reaction vessel
- adsorption
- kinetics
- desorption
- Prior art date
Links
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 238000003795 desorption Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 abstract description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000002156 adsorbate Substances 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 3
- 238000012549 training Methods 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HHIQWSQEUZDONT-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W].[W].[W] HHIQWSQEUZDONT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
- G01N5/02—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by absorbing or adsorbing components of a material and determining change of weight of the adsorbent, e.g. determining moisture content
- G01N5/025—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by absorbing or adsorbing components of a material and determining change of weight of the adsorbent, e.g. determining moisture content for determining moisture content
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
- G01N5/02—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by absorbing or adsorbing components of a material and determining change of weight of the adsorbent, e.g. determining moisture content
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам для оценки водопоглощающей способности адсорбентов-осушителей и предназначена для изучения кинетики адсорбции паров воды на поверхности адсорбентов по изменению веса адсорбента во времени. Испытательный стенд для изучения кинетики адсорбции (десорбции) паров воды содержит реакционную часть, состоящую из реакционного сосуда с кварцевыми весами и чашкой для адсорбента, оптически связанную с катетометром, склянки-барботёра Дрекселя с дистиллированной водой, газовой линии, связывающие эти сосуды, измерителя расхода, а также регистрирующую часть, состоящую из программного ПИД-регулятора, электронного самописца с графическим дисплеем, термогигрометра и средства контроля температуры в реакционном сосуде, оборудование смонтировано в суховоздушном термостате, причем реакционный сосуд оборудован съемной электропечью для регенерации адсорбента непосредственно в реакционном сосуде, которая размещена таким образом, чтобы чашечка с адсорбентом находилась в изотермичной зоне нагрева. Техническим результатом является расширение диапазона режимов изучения кинетики адсорбции (десорбции) паров воды и упрощении конструкции устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to devices for assessing the water absorption capacity of adsorbent desiccants and is intended to study the kinetics of adsorption of water vapor on the surface of adsorbents by the change in adsorbent weight over time. The test bench for studying the kinetics of adsorption (desorption) of water vapor contains a reaction part, consisting of a reaction vessel with a quartz balance and an adsorbent cup, optically connected to a catheter, Drexel bubbler bottles with distilled water, a gas line connecting these vessels, a flow meter, as well as the recording part, consisting of a software PID controller, an electronic recorder with a graphic display, a thermohygrometer and a means of controlling the temperature in the reaction vessel, equipment It is described in a dry-air thermostat, and the reaction vessel is equipped with a removable electric furnace for regenerating the adsorbent directly in the reaction vessel, which is placed so that the cup with the adsorbent is in the isothermal heating zone. The technical result is to expand the range of modes for studying the kinetics of adsorption (desorption) of water vapor and simplify the design of the device. 1 s.p. f-ly, 2 ill.
Description
Полезная модель относится к устройствам для оценки водопоглощающей способности адсорбентов-осушителей и предназначена для изучения кинетики адсорбции паров воды на поверхности адсорбентов по изменению веса адсорбента во времени, определяемого с помощью кварцевых пружинных весов. The utility model relates to devices for assessing the water absorption capacity of adsorbent desiccants and is intended to study the kinetics of adsorption of water vapor on the surface of adsorbents by the change in adsorbent weight over time, determined using quartz spring weights.
Известно устройство [1], состоящее из цилиндрической стеклянной емкости, герметично закрывающейся деревянной крышкой. В крышке предусмотрено отверстие для резиновой пробки, имеющей маленькое отверстие для нити, на которой подвешена пластмассовая чашечка с образцом адсорбента (глинозема). Образец глинозема за нить подвешивался к аналитическим весам, показания которых во времени снимались с помощью видеокамеры и видеомагнитофона. Необходимая относительная влажность воздуха создавалась с помощью насыщенных растворов различных солей, которые в зависимости от температуры обеспечивают заданное давление паров воды. Контроль относительной влажности осуществлялся гигрометром. Температура эксперимента специально не регулировалась и определялась температурой, установившейся в лаборатории. Образцы глиноземов перед каждым экспериментом предварительно готовились прогреванием в электропечи в течение 5 часов при температуре 150°С. Данное устройство позволяет проводить измерения кинетики адсорбции влаги в интервале относительной влажности от 12 до 85 %, но требует серьезной предварительной подготовки к проведению измерений (приготовление растворов солей, расчет величины относительных давлений паров воды для каждой соли, необходимость вынимать из устройства адсорбент после каждого эксперимента для последующей тренировки в электрической печи). Отсутствие термостатирования устройства снижает точность проведения измерений и возможности устройства для оценки влагоемкости при других температурах. A device [1] is known, consisting of a cylindrical glass container sealed with a wooden lid. A hole is provided in the lid for a rubber stopper having a small hole for a thread, on which a plastic cup with a sample of adsorbent (alumina) is suspended. A sample of alumina was suspended by a thread from an analytical balance, the readings of which were recorded over time using a video camera and VCR. The necessary relative humidity was created using saturated solutions of various salts, which, depending on the temperature, provide the specified water vapor pressure. The relative humidity was controlled by a hygrometer. The temperature of the experiment was not specifically regulated and was determined by the temperature established in the laboratory. Alumina samples before each experiment were preliminarily prepared by heating in an electric furnace for 5 hours at a temperature of 150 ° C. This device allows measurements of moisture adsorption kinetics in the range of relative humidity from 12 to 85%, but requires serious preliminary preparation for measurements (preparation of salt solutions , the calculation of the relative pressure of water vapor for each salt, the need to remove the adsorbent from the device after each experiment for subsequent training in electric oven). The lack of temperature control of the device reduces the accuracy of measurements and the ability of the device to assess the moisture capacity at other temperatures.
Известна установка [2], для измерения кинетики адсорбции (десорбции) индивидуальных веществ на единичных гранулах адсорбента в интервале температур 20-400°С. Основной частью установки является измерительная ячейка, представляющая собой стеклянную трубку, теплоизолированную в верхней части асбестом. Нижняя более узкая часть помещается в электрическую печь. Верхняя часть трубки снабжена притертой крышкой с крючком, к которому подвешивается тонкая спираль из предварительно отожженной в водороде вольфрамовой или молибденовой проволоки. К нижнему концу спирали подвешивается кварцевая штанга, к крючку которой крепятся зерна исследуемого адсорбента. Внутри электропечи находится кварцевый змеевик. Печь имеет по высоте строго определенную зону изотермичности, в которой находятся гранулы адсорбента в ходе опыта. Газ из баллона при проведении адсорбции проходит последовательно блок очистки, реометр, «гусек» с адсорбатом, кварцевый змеевик, где прогревается до температуры опыта и затем поступает в нижнюю часть сорбционной трубки. Изменение положения спирали при адсорбции (десорбции) фиксируется катетометром через узкое окошко в верхней части трубки. Температура внутри печи задается с помощью регулятора ПСР-1-01 и контролируется термопарой, расположенной внутри печи. На входе газа в адсорбционную часть колонки имеется карман, в котором находится вторая термопара, предназначенная для контроля температуры прогрева газа. Для проведения опыта одно или несколько зерен адсорбента крепят к концу кварцевой штанги, подбирая ее длину так, чтобы адсорбент не выходил из зоны изотермичности при колебаниях спирали под напором газа. Предварительная регенерация адсорбента проводится при заданной и автоматически поддерживаемой температуре в потоке инертного газа до прекращения уменьшения массы адсорбента. Затем адсорбент охлаждается до температуры опыта. Сразу после проведения процесса адсорбции проводится процесс десорбции. Газ, минуя «гусек», через змеевиковый подогреватель направляют в адсорбционную трубку, и через определенные промежутки времени измеряют катетометром положение спирали. Known installation [2], for measuring the kinetics of adsorption (desorption) of individual substances on a single granule of adsorbent in the temperature range of 20-400 ° C. The main part of the installation is a measuring cell, which is a glass tube thermally insulated in the upper part of asbestos. The lower narrower part is placed in an electric oven. The upper part of the tube is equipped with a ground lid with a hook, to which a thin spiral is suspended from a tungsten or molybdenum wire previously annealed in hydrogen. A quartz rod is suspended from the lower end of the spiral; grains of the adsorbent under study are attached to its hook. Inside the electric furnace there is a quartz coil. The furnace has a strictly defined isothermal zone in height, in which there are adsorbent granules during the experiment. During adsorption, the gas from the cylinder passes through a purification unit, a rheometer, a “jib” with an adsorbate, a quartz coil, where it is warmed up to the test temperature and then enters the lower part of the sorption tube. The change in the position of the spiral during adsorption (desorption) is fixed by a catheter through a narrow window in the upper part of the tube. The temperature inside the furnace is set using the PSR-1-01 controller and is controlled by a thermocouple located inside the furnace. At the gas inlet to the adsorption part of the column there is a pocket in which there is a second thermocouple designed to control the temperature of gas heating. For the experiment, one or more adsorbent grains are attached to the end of the quartz rod, choosing its length so that the adsorbent does not leave the isothermal zone during spiral oscillations under gas pressure. Preliminary regeneration of the adsorbent is carried out at a predetermined and automatically maintained temperature in an inert gas stream until the reduction in adsorbent mass ceases. Then the adsorbent is cooled to the temperature of the experiment. Immediately after the adsorption process, a desorption process is carried out. Gas, bypassing the "jib", is sent through the coil heater to the adsorption tube, and at certain intervals, the position of the spiral is measured with a catheter.
В данной установке не предусмотрена возможность изменять (регулировать) концентрацию подаваемого на исследуемый адсорбент адсорбата. Кроме того, проведение экспериментов на отдельных зернах снижает точность определения адсорбционной способности по сравнению с проведением опытов со слоем адсорбента в одно зерно за счет маленькой массы исследуемого адсорбента. Спираль для пружинных весов при изучении адсорбции паров на данной установке предпочтительно изготавливать из кварца, поскольку вольфрам и молибден могут при повышенных температурах взаимодействовать с парами воды.This installation does not provide for the ability to change (regulate) the concentration of adsorbate supplied to the studied adsorbent. In addition, carrying out experiments on individual grains reduces the accuracy of determining the adsorption capacity in comparison with experiments with a layer of adsorbent in one grain due to the small mass of the studied adsorbent. When studying the adsorption of vapors in a given installation, a spiral for a spring balance is preferably made of quartz, since tungsten and molybdenum can interact with water vapor at elevated temperatures.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство, применяемое для исследования кинетики адсорбции из потока газа-носителя, впервые описанное К.В. Чмутовым и В.С. Фроловым [3]. Паровоздушная смесь заданной концентрации готовится в смесителе путем смешения чистого воздуха с потоком воздуха, прошедшим через испаритель и содержащим пары адсорбата, а затем подается в адсорбционную трубку. Скорость обоих потоков контролируется реометрами. Сорбционная трубка состоит из трех стеклянных частей, соединенных на шлифах. В верхней части трубки находится спираль, на которую подвешена стеклянная нить с чашечкой, содержащей на сетчатом дне сорбент. Нижняя часть трубки снабжена пришлифованным цилиндром с боковым отводом. Внутри цилиндра имеется тонкостенная резиновая трубка, закрепленная на концах цилиндра. Если боковой вход соединить с вакуумом, то резиновая трубка прилегает к стенкам цилиндра и чашечка свободно повисает на спирали. В это время отсчетным микроскопом производится измерение удлинения спирали, при этом во время отсчетов поток паровоздушной смеси переключается на атмосферу. Когда отсчет произведен, боковой отвод сообщается с атмосферой и резиновая трубка плотно сжимается, охватывая чашечку с адсорбентом. The closest in technical essence to the proposed utility model is a device used to study the kinetics of adsorption from a carrier gas stream, first described by K.V. Chmutov and V.S. Frolov [3]. A steam-air mixture of a given concentration is prepared in the mixer by mixing clean air with an air stream passing through the evaporator and containing adsorbate vapors, and then fed to the adsorption tube. The speed of both streams is controlled by rheometers. The sorption tube consists of three glass parts connected on thin sections. In the upper part of the tube there is a spiral on which a glass thread is suspended with a cup containing a sorbent on the mesh bottom. The lower part of the tube is equipped with a ground cylinder with a lateral outlet. Inside the cylinder there is a thin-walled rubber tube fixed at the ends of the cylinder. If the side inlet is connected to a vacuum, then the rubber tube is adjacent to the walls of the cylinder and the cup hangs freely on spirals. At this time, the spiral extension is measured with a reference microscope, while during the readings the flow of the vapor-air mixture switches to the atmosphere. When the countdown is made, the lateral outlet communicates with the atmosphere and the rubber tube is tightly compressed, covering the cup with adsorbent.
В данном устройстве отсутствует возможность проведения экспериментов при различных температурах и не гарантирована стабильность температуры в ходе эксперимента. Кроме того, при освобождении чашечки возможны резкие колебания чашечки на спирали, которые могут привести смещению (повороту) спирали и изменению положения точки отсчета, либо к выбросу адсорбента из чашечки. Сорбционная трубка имеет сложную конструкцию, которая не позволяет проводить тренировку (регенерацию) адсорбента непосредственно в сорбционной трубке. Для проведения экспериментальных исследований дополнительно требуется вакуумный насос. This device does not have the ability to conduct experiments at various temperatures and temperature stability during the experiment is not guaranteed. In addition, when the cup is released, sharp fluctuations of the cup on the spiral are possible, which can lead to the displacement (rotation) of the spiral and a change in the position of the reference point, or to the release of adsorbent from the cup. The sorption tube has a complex structure, which does not allow for the training (regeneration) of the adsorbent directly in the sorption tube. For experimental studies, an additional vacuum pump is required.
Технической задачей является устранение недостатков прототипа.The technical task is to eliminate the disadvantages of the prototype.
Поставленная задача решается с помощью стенда для исследования кинетики адсорбции (десорбции) паров воды из потока газа-носителя, содержащего реакционную часть в составе: реакционный сосуд с кварцевыми весами и чашкой для адсорбента, склянки-барботёры Дрекселя с дистиллированной водой, каплеотбойник, газовые линии, подходящие к этим сосудам, измерители расхода газа, а также регистрирующую часть в составе: программный ПИД-регулятор и электронный самописец с графическим дисплеем. Реакционный сосуд оборудован средством контроля температуры и оптически связан с катетометром. Отличительными признаками является то, что упомянутое оборудование смонтировано в суховоздушном термостате, причем реакционный сосуд оборудован съемной электропечью для регенерации адсорбента непосредственно в реакционном сосуде, размещенной таким образом, чтобы чашечка с адсорбентом находилась в изотермичной зоне нагрева. The problem is solved by using a bench for studying the kinetics of adsorption (desorption) of water vapor from a carrier gas stream containing a reaction part consisting of: a reaction vessel with a quartz balance and a cup for adsorbent, Drexel flasks, bubblers with distilled water, a droplet collector, gas lines, suitable for these vessels, gas flow meters, as well as the recording part as a part: a software PID controller and an electronic recorder with a graphic display. The reaction vessel is equipped with a temperature control device and is optically coupled to a catheter. Distinctive features are that the equipment is mounted in a dry-air thermostat, and the reaction vessel is equipped with a removable electric furnace to regenerate the adsorbent directly in the reaction vessel, so that the cup with the adsorbent is in the isothermal heating zone.
Упомянутое средство контроля температуры может быть выполнено в виде термопары, расположенной в изотермичной зоне нагрева и подключенной к ПИД-регулятору и к графическому дисплею.The mentioned temperature control means can be made in the form of a thermocouple located in the isothermal heating zone and connected to the PID controller and to the graphic display.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема стенда для исследования кинетики адсорбции (десорбции) паров воды. Здесь 1, 2 – контроллеры объемного расхода; 3 – склянки-барбатёры; 4 – каплеотбойник; 5 – реакционный сосуд; 6 – катетометр; 7 – суховоздушный термостат; 8 – термогигрометр; 9 – ПИД-регулятор с электронным самописцем; 10 – съемная печь; a, b, c, d – вентили.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a bench for studying the kinetics of adsorption (desorption) of water vapor. Here 1, 2 are volume flow controllers; 3 - flasks-barbators; 4 - droplet eliminator; 5 - reaction vessel; 6 - catheter; 7 - dry-air thermostat; 8 - thermohygrometer; 9 - PID controller with an electronic recorder; 10 - removable oven; a, b, c, d - valves.
На фиг. 2 показаны кинетические кривые адсорбции (десорбции) паров воды, полученные на стенде, описанном в формуле полезной модели.In FIG. Figure 2 shows the kinetic curves of adsorption (desorption) of water vapor obtained at the bench described in the utility model formula.
Пример осуществления полезной модели.An example implementation of a utility model.
В состав конкретного варианта стенда (фиг. 1) входят: 1, 2 – измерители объемного расхода, например, ротаметры LZB-3 (0,06-0,6 л/мин); 3 – склянки-барбатёры Дрекселя; 4 – каплеотбойник; 5 – реакционный сосуд с пружинными весами из кварца и чашечкой из фольги или стекла с образцом; 6 – катетометр для бесконтактного измерения вертикальных координат, например, типа В-630; 7 – суховоздушный термостат, например, ST700 (обеспечивает постоянное поддержание температуры внутри камеры в интервале от +3 до +70°С); 8 – термогигрометр для контроля влажности газового потока на выходе из реакционного сосуда, например, ИВТМ-7 К-Д; 9 – программный пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор (ПИД-регулятор), подключенный к электронному самописцу с графическим дисплеем и со средством контроля температуры в реакционном сосуде, например, Термодат 19Е6 с термопарой; 10 – съемная печь для высокотемпературной тренировки адсорбента при температуре 200-450°С и регенерации адсорбента непосредственно в реакционном сосуде.The composition of a specific version of the stand (Fig. 1) includes: 1, 2 - volumetric flow meters, for example, LZB-3 rotameters (0.06-0.6 l / min); 3 - flasks barbatery Drexel; 4 - droplet eliminator; 5 - reaction vessel with a spring balance of quartz and a cup of foil or glass with a sample; 6 - catheter for non-contact measurement of vertical coordinates, for example, type B-630; 7 - dry-air thermostat, for example, ST700 (provides constant maintenance of the temperature inside the chamber in the range from +3 to + 70 ° C); 8 - thermohygrometer for monitoring the humidity of the gas stream at the outlet of the reaction vessel, for example, IVTM-7 K-D; 9 - software proportional-integral-differentiating controller (PID controller) connected to an electronic recorder with a graphic display and with means for controlling the temperature in the reaction vessel, for example, Thermodat 19E6 with a thermocouple; 10 - removable furnace for high-temperature training of the adsorbent at a temperature of 200-450 ° C and regeneration of the adsorbent directly in the reaction vessel.
Реакционная часть установки включает реакционный сосуд с кварцевыми весами и образцом сорбента, склянки-барбатёры 3 с дистиллированной водой, каплеотбойник 4, газовые линии с вентилями, соединяющие эти сосуды, термогигрометр 8, а также программный ПИД-регулятор и электронный самописец с графическим дисплеем (9). Реакционная часть смонтирована в суховоздушном термостате (7), что упрощает эксперимент и позволяет повысить точность и достоверность результатов, расширить температурный интервал проведения экспериментов до 70°С. Реакционный сосуд 5 состоит из двух стеклянных частей, соединенных на шлифах. Верхняя часть сосуда снабжена притертой крышкой с крючком, к которому подвешивается тонкая кварцевая спираль, на которую с помощью стеклянной нити прикреплена чашечка для образца сорбента. Парогазовая смесь заданной концентрации готовится путем смешения потока чистого газа (аргон Ar высокой чистоты по ТУ 6-21-12-94) с потоком влажного газа, прошедшего через две склянки Дрекселя 3 с дистиллированной водой и каплеотбойник 4 и подается в реакционный сосуд 5. Скорость подачи чистого и влажного аргона строго регулируются с помощью ротаметров 1 и 2, контроль влажности газа осуществляется с помощью термогигрометра 8. Для тренировки адсорбента в потоке инертного газа носителя используется съемная электропечь 10, которая крепится на реакционном сосуде 5 так, чтобы чашечка с адсорбентом находилась в зоне изотермичности. Температура нагрева задается с помощью регулятора Термодат (9) и контролируется термопарой, расположенной внутри реакционного сосуда недалеко от чашечки с адсорбентом. После проведения регенерации адсорбента печь 10 выключают и снимают её с реакционного сосуда 5. Включают термостат 7 и на его панели управления задают температуру проведения эксперимента. После достижения в реакционном сосуде 5 требуемой температуры и прекращения изменения положения чашечки с адсорбентом, которое фиксируют с помощью катетометра 6, в реакционный сосуд 5 подается парогазовая смесь и проводится изучение процесса адсорбции путем измерения растяжения спирали за определенные промежутки времени. После того, как адсорбция завершилась, подачу влажного воздуха перекрывают, на адсорбент подают чистый аргон. Кинетику десорбции также фиксируют с помощью катетометра 6. Установка расширяет возможности проведения экспериментов в диапазоне температур от 20°С до 70°С и относительной влажности от 0 до 100 %.The reaction part of the installation includes a reaction vessel with a quartz balance and a sorbent sample,
Технический результат заявленной полезной модели заключается в расширении диапазона режимов изучения кинетики адсорбции (десорбции) паров воды и упрощении конструкции устройства.The technical result of the claimed utility model is to expand the range of modes for studying the kinetics of adsorption (desorption) of water vapor and simplify the design of the device.
С помощью заявляемого стенда получили кинетические кривые адсорбции (десорбции) паров воды на исходном алюмооксидном адсорбенте ОА и на полученных с помощью его модификации катионами Na и K образцах ОА- Na и ОА- К: верхняя (зеленая) ОА- К; средняя (синяя) ОА- Na; нижняя (красная) ОА (фиг. 2). Величина адсорбционной емкости образца ОА составила 0,20 г воды/гадсорбента, образца ОА- Na – 0,28 г воды/гадсорбента, ОА- Na – 0,29 г воды/гадсорбента.Using the inventive stand, we obtained kinetic curves of adsorption (desorption) of water vapor on the initial alumina adsorbent OA and on the samples OA-Na and OA-K obtained by its modification with Na and K cations: upper (green) OA-K; medium (blue) OA-Na; lower (red) OA (Fig. 2). The adsorption capacity of OA sample was 0.20 g of water / g of adsorbent , OA-Na sample of 0.28 g of water / g of adsorbent , OA-Na of 0.29 g of water / g of adsorbent .
Использование заявляемого стенда не снижает точность получения кинетических кривых по сравнению с прототипом. В то же время он позволяет обойтись без использования сложных конструктивных элементов в реакционном сосуде с весами и проводить регенерацию адсорбента непосредственно в реакционном сосуде, благодаря чему данное устройство становится более простым и дешевым, что облегчает процесс исследования кинетики адсорбции влаги на разрабатываемых адсорбентах.Using the inventive stand does not reduce the accuracy of obtaining kinetic curves compared with the prototype. At the same time, it allows one to dispense with the use of complex structural elements in the reaction vessel with scales and to regenerate the adsorbent directly in the reaction vessel, which makes this device simpler and cheaper, which facilitates the process of studying the kinetics of moisture adsorption on the developed adsorbents.
ЛитератураLiterature
1. Патрахин И. Ю. Изучение механизма и кинетики адсорбции и десорбции влаги и фторсоединений на металлургических глиноземах с целью снижения потерь фтора в производстве алюминия : Дис. ... канд. техн. наук: 05.16.02 : Красноярск, 2004 139 c.1. Patrakhin I. Yu. The study of the mechanism and kinetics of adsorption and desorption of moisture and fluorine compounds on metallurgical alumina in order to reduce fluorine losses in aluminum production: Dis. ... cand. tech. Sciences: 05.16.02: Krasnoyarsk, 2004 139 c.
2. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984. 592 с.2. Keltsev N.V. The basics of adsorption technology. M .: Chemistry, 1984. 592 p.
3. Тимофеев Д.П. Кинетика адсорбции. М. Изд. Академии наук, 1962, 250 с.3. Timofeev D.P. Kinetics of adsorption. M. Publ. Academy of Sciences, 1962, 250 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018142634U RU187414U1 (en) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | TEST STAND FOR STUDYING THE KINETICS OF ADSORPTION (DESORPTION) OF WATER VAPORS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018142634U RU187414U1 (en) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | TEST STAND FOR STUDYING THE KINETICS OF ADSORPTION (DESORPTION) OF WATER VAPORS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU187414U1 true RU187414U1 (en) | 2019-03-05 |
Family
ID=65678942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018142634U RU187414U1 (en) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | TEST STAND FOR STUDYING THE KINETICS OF ADSORPTION (DESORPTION) OF WATER VAPORS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU187414U1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU609086A1 (en) * | 1976-12-14 | 1978-05-30 | Предприятие П/Я В-8585 | Method of investigating material sorbtion properties |
| SU1484362A1 (en) * | 1986-12-30 | 1989-06-07 | Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова | Adsorption of vapours |
| US7100428B1 (en) * | 2002-06-11 | 2006-09-05 | Walter Dziki | Method and device for determination of moisture content and solid state phase of solids using moisture sorption gravimetry and near infrared or raman spectroscopy |
| RU2645921C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Современное лабораторное оборудование" | Method of organization of means for determining the amount of adsorbate adsorption by disperse and porous materials, device for determining the amount of adsorbate adsorption by disperse and porous materials, method of determining the size of adsorbate adsorption by disperse and porous materials by the dynamic method of thermal desorption |
-
2018
- 2018-12-04 RU RU2018142634U patent/RU187414U1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU609086A1 (en) * | 1976-12-14 | 1978-05-30 | Предприятие П/Я В-8585 | Method of investigating material sorbtion properties |
| SU1484362A1 (en) * | 1986-12-30 | 1989-06-07 | Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова | Adsorption of vapours |
| US7100428B1 (en) * | 2002-06-11 | 2006-09-05 | Walter Dziki | Method and device for determination of moisture content and solid state phase of solids using moisture sorption gravimetry and near infrared or raman spectroscopy |
| RU2645921C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Современное лабораторное оборудование" | Method of organization of means for determining the amount of adsorbate adsorption by disperse and porous materials, device for determining the amount of adsorbate adsorption by disperse and porous materials, method of determining the size of adsorbate adsorption by disperse and porous materials by the dynamic method of thermal desorption |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104677770B (en) | Adsorbing material performance testing device and using method thereof | |
| Shkolnikov et al. | Estimation of pore size distribution in MCM-41-type silica using a simple desorption technique | |
| Chang et al. | Effect of regeneration conditions on the adsorption dehumidification process in packed silica gel beds | |
| Carman et al. | Diffusion and flow of gases and vapours through micropores II. Surface flow | |
| RU187414U1 (en) | TEST STAND FOR STUDYING THE KINETICS OF ADSORPTION (DESORPTION) OF WATER VAPORS | |
| US3428432A (en) | Analytical combustion train | |
| Mosteiro et al. | Surface tension, density, and speed of sound for the ternary mixture {diethyl carbonate+ p-xylene+ decane} | |
| CN102692481B (en) | Mercury scale gas generating device | |
| CN107894472B (en) | Method for measuring hydrogen isotope mixed gas separation factor of separation material | |
| CN208297498U (en) | A kind of rock expansion rate tester of controllable temperature and automatic water supplement | |
| CN102961891B (en) | Sublimating crystallizing device | |
| Wadsworth | An interpretation of the moisture content-surface force curve for soils | |
| CN216051230U (en) | Carbon tetrachloride adsorption tester | |
| RU2170134C1 (en) | Dynamic adsorption instrument | |
| SU561133A1 (en) | Device for removing sorption-desorption isotherms | |
| CN108333074A (en) | A kind of analysis method of quantitatively characterizing sepiolite gas absorption capacity | |
| Abd-Elrahman et al. | Experimental Investigation on the Performance of Radial Flow Desiccant Bed Using Activated Alumina. | |
| Klobucar et al. | Continuous flow thermal desorption of VOC's from activated carbon | |
| CN217561239U (en) | Carbon tetrachloride desorption tester | |
| US20230296704A1 (en) | Magnetic-based determination of sorption separation factor for binary gas mixtures | |
| Choudhary et al. | Mass transfer of liquid cumene in ZSM-5 zeolites using a novel volumetric apparatus | |
| JP2001272390A (en) | Method for measuring gas sorption amount and gas diffusion coefficient of polymer material | |
| CN108132276A (en) | A kind of measurement gas（Liquid）The device and method of solid phase interaction strength | |
| SU609086A1 (en) | Method of investigating material sorbtion properties | |
| JIAYOU | Characterization of silica gel-water vapor adsorption and its measurement facility |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB9K | Licence granted or registered (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20191112 Effective date: 20191112 |