Памяти Николая Владимировича Кельцева 9 Предисловие к первому изданию 11
Предисловие редактора 13
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АДСОРБЦИОННОЙ ТЕХНИКИ 15
Начальные сведения о применении адсорб-Развитие ционной очистки. Этапы становления ад-адсорбционного метода сорбционной технологии. Первые промыш-очистки и разделения ленные адсорбенты (угли, силикагели). Син-смесеи тетические цеолиты — молекулярные сита. Современное состояние адсорбционных процессов очистки, разделения и кондиционирования газовых и жидкостных сред. Пер-. спективы использования природных цеоли-......._____ тов. 1Ь
: 2 Адсорбция и адсорбционные силы 22
• ; Пористая структура адсорбентов 25 - Адсорбционное Термическое уравнение адсорбции и его
равновесие частные случаи 28
.....и пористая структура Экспериментальные методы определения
I адсорбентов изотерм адсорбции 31
Теория мономолекулярной адсорбции 35 Теория полимолекулярной адсорбции и определение удельной поверхности 38 -_••) Другие методы определения удельной поверхности 47 . -;-,[(v Капиллярная конденсация и структура ме-
зопор 50
Ртутная порометрия 58
" '.....-----• Потенциальная теория адсорбции 60
Теория объемного заполнения микропор 61 ...fl/l. Уравнение Фрейндлиха 71 Уравнение Кисарова 72 Физические методы исследования адсорбционного взаимодействия 74
. / 3 Активные угли 77
Силикагели 82
•-•»«« Основные виды Активный оксид алюминия 84
•ористых адсорбентов Цеолиты 85
Цеолиты в природе 87 Синтетические цеолиты общего назначения 91
, . Синтетические кислотостойкие цеолиты 100
Смешанные адсорбенты 108
Пористые стекла 110
Природные глинистые породы 111
4 Теплота адсорбции 11 Термодинамические аспекты теории объем-Теплота адсорбции ,10ГО заполнения микропор 121
и термодинамическое
обоснование теории
объемного заполнения
микропор
5 Общие закономерности адсорбции смесей 124 „ , Экспериментальные методы изучения ад-Избирательность сорбции смесей 12S
адсорбции Расчет адсорбции бинарной смеси газов
(паров) на основе теории Ленгмюра 131
Расчет адсорбции бинарной смеси паров на основе теории объемного заполнения микропор 132 Приближенное определение коэффициента разделения 134 Теория идеального адсорбционного раствора 137
g Экспериментальное изучение кинетики адсорбции 138
Кинетика адсорбции Кинетическая кривая 141
Коэффициент диффузии 142
Виды переноса в пористом теле 145
7 Кинетика десорбции из зерна адсорбентов 152
Относительный метод расчета кинетики Кинетика десорбции десорбции 154
Выбор температурного режима стадии десорбции 160 Изотермическая десорбция из слоя микропористых адсорбентов 163
g Предмет динамики адсорбции • 167
Экспериментальное исследование динамики Динамика адсорбции адсорбции 170
Основные уравнения динамики адсорбции 175 Уравнение материального баланса 175 -Уравнение кинетики адсорбции 178 Уравнение теплового баланса 178 Уравнения передачи тепла 179 Начальные и граничные условия 179 Математические модели динамики адсорбции 180 Динамика равновесной изотермической адсорбции 180 Динамика неравновесной изотермической адсорбции 188 Динамика неизотермической адсорбции 196 Динамика адсорбции многокомпонентной смеси 201
9 Равновесие и динамика адсорбции 203
Использование метода в технике 211
Адсорбция
. слабо сорбирующихся г газов
иу
АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ 215
Ю Разделение газа на установках с периодическими адсорберами 217 Типы адсорбционных Конструкция адсорберов в установках пе-процессов и установок риодического действия 220
Вертикальный адсорбер 220
.,:•!-' Горизонтальный адсорбер 221
Кольцевой адсорбер 222
;5 ' Адсорбер с вертикальными теплообмен-
ными элементами 223
'•; , Адсорбер с прижимным устройством 224
пи График работы установки периодического
действия 224
Непрерывный метод разделения смесей газов в движущемся слое адсорбента 227
;:.?•< Принципиальная схема установки 228
Адсорбция углеводородов в движущемся слое адсорбента 229 Разделение смеси адсорбированных компонентов в хроматографической части установки 234 •* Температурный режим десорбционной
части 237
Теплопередача в трубчатых нагревателях и холодильниках адсорбента 239 Варианты аппаратуры 240 Показатели непрерывного процесса * 241 Очистка водорода от примесей 24Э Выделение ацетилена из низкоконцентрированных газов 252 Другие варианты непрерывного адсорбци-' 'J онного метода 256
Гидравлическое сопротивление слоя адсор-i;" бента 257
11 Активные угли 262 Получение активных углей 262 получение Хипы активных углей 268 и номенклатура Силикагели 273 промышленных Получение силикагелей 273 аДс°Рбентов Типы промышленных силикагелей 277 Приближенное определение структурных характеристик силикагеля 278 Активный оксид алюминия 280
Получение активного оксида алюминия 280 Промышленный ассортимент 281 Синтетические цеолиты 283 Получение гранулированных цеолитов со связующим 283 Гранулирование цеолитов без связующих добавок 289 Некоторые свойства промышленных адсорбентов и их определение 291
12 Характеристика влажных сред 296
Влажность газов 297
Осушка газов Влажность жидких сред 300 и органических Осушка силикагелями 301 жидкостей Осушка в статических условиях 301 Осушка в динамических условиях 303 Осушка газов с небольшим содержанием влаги 306 Выбор условий регенерации силикагеля 307 Дезактивация силикагеля 307 Осушка газов под высоким давлением 309 Принципиальные схемы осушающих установок 313 Адсорбционные установки осушки и отбензинивания газов 315 Установки короткоцикловой безнагрев-ной адсорбции 320 Осушка, очистка и осветление масел 324 Осушка цеолитами 324 Цеолиты как средство осушки 324 Осушка в газовой промышленности 330 Осушка в нефтехимической промышленности 351 Осушка масел 356 Осушка жидкостей в лаборатории 361
13 Очистка газов от диоксида углерода 364
Приготовление контролируемых защит-
Промышленная ных атмосфер 366 очистка газов Очистка и осушка воздуха перед его
низкотемпературным разделением 376 Очистка природного газа от диоксида углерода и других примесей 379 Очистка этана, пропана, водорода 381 Очистка газов от оксидов углерода с помощью хемосорбентов 381 Очистка атмосферы в изолированных системах 382 Очистка газов от сульфида водорода и меркаптанов 383 Очистка активным углем 384 Очистка цеолитами 386 Сероочистка газов с частичным удалением диоксида углерода 392 '
Очистка газа от сероорганических соединений 395 Сероочистка газов с химической регенерацией адсорбента 397 Сероочистка сжиженных газов 399 Сероочистка нефтепродуктов 401
14 Рекуперация растворителей 406 Рекуперация сульфида углерода 414
Защита атмосферы Рекуперация хлорорганических раствори-
, от загрязнения телей 421
Очистка газов от диоксида серы 423
Методы очистки газов углями 424
Методы очистки газов цеолитами 435
Извлечение металлов из отходящих газов 438
Рекуперация семиоксида рения 438
Защита атмосферы от ртути 439
ig, Область применения метода 445
Выбор адсорбента 446
Защита гидросферы Регенерация и утилизация адсорбента 450
от загрязнения Принципиальные схемы адсорбционной
очистки воды и основные типы адсорберов 451 Технологические схемы очистки воды с применением порошкообразного активного угля 455
1 Технологические схемы очистки воды с
применением гранулированного активного угля 457
15 Избирательность адсорбции на активных углях 466
Использование Избирательность адсорбции на силикагелях 467 избирательности Адсорбция непредельных углеводоро-
адсорбции дов 467
Адсорбция ароматических углеводородов 473 Адсорбция воды 478 Избирательность адсорбции на цеолитах 479 Адсорбция непредельных углеводородов 480 Адсорбция ароматических углеводородов 495 Адсорбция в системе диоксид углерода — сульфид водорода 500 Адсорбция в некоторых других системах 501
17 Очистка изопентана от примеси н-пентана 503 Использование д™™6 ТОКСИЧНОСТИ выбР°сов автомоби-
МОЛ«Ж7еГ„Т Бензины ПРЯМОЙ перегонки нефти 506
свойств цеолитов Бензины термической и каталитической
переработки нефтепродуктов 509
Комбинированный процесс изомеризации и денормализации углеводородных фракций 513
Получение высокооктановых бензинов 519
' Депарафинизация в движущемся слое 521
цеолитов
Депарафинизация бензинов с применением диоксида углерода в качестве де-сорбента 521
: Выделение нормальных олефинов из смеси
с другими углеводородами 521
Извлечение нормальных парафинов из ке-
росино-лигроиновых фракции 523
Общая характеристика процесса 523
Процессы в паровой фазе 530
Процессы в жидкой фазе 545
Очистка аргона от кислорода 550
. 18 Улучшение вкусовых качеств водки, конья-Применение адсорбентов ?а> вин , 551
для кондиционирования Осветление пива и фруктовых соков 555
и хранения Очистка сахарных сиропов 557
пищевой продукции Регулирование состава газовых сред при
v J хранении сельскохозяйственной продукции 559
Литература к разделу «Теоретические основы адсорбционной техники» 567 Литература к разделу «Аппаратурно-техно-логическое оформление адсорбционных процессов» 572 Заключение редактора 583 Предметный указатель 586
ПАМЯТИ НИКОЛАЯ ВЛАДИМИРОВИЧА КЕЛЬЦЕВА
В период подготовки второго издания этой книги безвременно скончался ее автор — Николай Владимирович Кельцев.
Его смерть — тяжелая потеря для науки о сорбционных процессах, в которую он внес столь существенный вклад, для хи' мической, нефтехимической, газовой и других отраслей промышленности, которые обязаны ему внедрением многих новых прогрессивных процессов адсорбции.
Большую утрату понесла также высшая школа, где Н. В. Кельцев в течение многих лет активно и талантливо участвовал в подготовке квалифицированных инженерных кадров. Это неизгладимая потеря и для всех его соратников, десятилетиями трудившихся вместе с ним, для тех, с кем он делил свой энтузиазм, свою увлеченность, свою радость от успехов советской науки и промышленности, с которыми он был связан всю жизнь — от студенческих лет до последнего дня.
Биография Николая Владимировича проста и типична для всего его поколения. Он родился в 1921 г., восемнадцати лет поступил в Московский химико-технологический институт имени Д. И. Менделеева. Студенческие годы были прерваны войной. В августе 1941 г. Николай Владимирович ушел добровольцем в действующую армию. Он сражался на фронтах Отечественной войны до полного разгрома фашистской Германии и империалистической Японии, был награжден двумя боевыми орденами и медалями, тяжело ранен, контужен.
После войны он завершил высшее образование и с момента окончания МХТИ непрерывно, с постоянным успехом занимался научной, научно-инженерной и педагогической работой в области адсорбционных процессов. В работе его всегда отличало резко обостренное чувство нового. Вся его деятельность—-это разработка и внедрение самых новых, самых перспективных идей сорбционной науки и техники.
В 1951 г. Н. В. Кельцев защитил кандидатскую диссертацию, посвященную адсорбционным процессам в движущихся слоях адсорбента, а в 1967 г. — докторскую диссертацию о проблемах адсорбции на едва ли не самых перспективных адсорбентах — синтетических цеолитах.
В 1959 г. в нашей стране была создана Комиссия по цеоли-там, преобразованная позже в Научный совет Академии наук СССР по адсорбентам. В задачу Совета вошла координация всех работ по синтезу, изучению и применению адсорбентов. Николай Владимирович был постоянным и активным членом сначала Комиссии, а затем Научного совета.
