Způsob stanovení difuse plynů v porésních látkách a zařízení k provádění tohoto způsobu

Číslo patentu: 225095

Dátum: 01.12.1984

Autori: Valuš Josef, Schneider Petr

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Způsob stanovení difuse plynu v porésních látkách v difusní cele rozdělené na dvě komory propojené alespoň zčásti porésní látkou, vyznačený tím, že první komora se po celou dobu měření a ustalování proplachuje jedním plynem a druhá komora se proplachuje druhým plynem až do okamžiku započetí měření po uzavření přívodu a odvodu druhého plynu, načež se sleduje změna objemu plynu v druhé komoře vyvolaná rozdílnou rychlostí protiproudé difuse obou plynů porésní látkou.

Text

Pozerať všetko

Vynález se týká stanovení difuse plynu V porésnich látkách a zařízení k provádění tohoto způsobu.V mnoha technicky významných procesoch dochází k interakci tekutín a tuhými porésnímí látkami. Rychlost transportu tekutín v porésnim prostředí pak ovlivňuje celkovou rychlost procesu a v meznim případě může tuto rychlost přímo určovat. Jako příklady lze uvést reakce katalysované tuhými porésnímí katalysátory, ĺ~adsorpcí na porésnich adsorbentech, reakce tekutín s tuhými po resnimi látkami aj.Nejvyznamnějším mechanismem transportu tekutín v porésních lathách je difuse, jejíž hnací silou je rozdíl složení. Je proto žádouci mit k disposici způsoby, kterými lze tento difusni transport měřit za jednoduchých podmínek a tak ziskávat údaje potřebné pro sestavení modelu porésní struktury, ktorý pak může sloužít k předpovědí transportního chování za jiných podmínek.Existující způsoby, které obvykle vycházejí z měření difuse v bínárních směsich plynü, lze rozdělit podle toho, jaké informace poskytují. Metody prvé skupiny, např. neustálená chro-A matografická metoda, dovoluji určit tzv. efektivní difusní koefioienty (např. AICHE J. 14, 762 (1968. Metody druhé skupiny poskytují udaje o hustotách difusnich toků. Do této skupiny patří velmi rozšířené Wickeho a Kallenbachova technika měření ustálené protiproudé difuse dvou plynů (např. Kolloíd. Z. 97. 155(1941. Její vyhodou je, že vedle údajů o hustotách difusnich toků obou.plynů porésni tabletou čí tabletami, poskytuje i udaJ 0 O složení Pĺynných Droudů u čel tablet. Nevýhodou je, že je zapotřebí regulovat průtoky obou plynných proudú omývajících čela tablet a současně udržovat stejny tlak v prostorecn, oddělenych tabletami, nebot velmi malý rozdíl tlaku může způsobitvznik dodatočného, nedifusniho toku, případně velikosti srovnatelného s difusnim. Eři určovaní hustot difusnich toků se vycházi z bilanoe difusní cely a je proto nutno znát průtoky obou plynných proudů, současně s jejich složenim, ktoré se obvykle stanovi pomoci kontinuálnich analyzátorů, např. tepelně-vodivostnich detektorů, umistěnýoh na výstupu z obou části cely.Předložený vynález spočíva v nově peeudostacionárni difusni metodě, která umožňuje měření za atmosférického tlaku a nevyžaduje přesnou regulaci a měření průtoků, ani analýzu plynnýchproudů, a ve které tlak po obou stranách tablety je stejný. Me toda využíva platnosti Grahamova zákona, podle kterého je poměr hustot difusnich tokú (NA, NB) dvou plynů neadsorbujicich se v porésni látce (A, B) a difundujicich proti sobě, roven 1/2 NB/NA - (MA/MB) (1)kde MA a MB jsou molekulové hmotnosti plynů A a B, znaměnko minus v rovnici (1) je düsledkem toho, že při protiproudé difusi je jeden difusni tok bran jako kladný a druhý jako zàporny.Tento zákon byl objeven Grahamem v roce 1833 (Phil. Mas. 2.A 175, 269, 357 (1835, znovu objeven Hoogschagenem téměř před 50(1953 a od té doby mnohokrát experimentálně potvrzen. Rovněž všechny modernějši vztahy, popisujici difusi plynů v kapilarách a porésnich látkach tento vztah implicitně zahrnuji.z rovnice (1) vyplývá, že celková hustota difusniho tokuoc, 1 - (MA/MBWŽ je nenulová, pokud molekulové hmotnosti složek A a B nejsou stejné. Registruje-li se při isobarioké protiproudé difusi změna ob jemu plynu po jedné straně tablety, lze s pomoci rovnic (1) a (2) uvedených výše určit hustoty difusnich toku obou složek NA a NB.Podstatou vynálezu je tedy způsob stanovení difuse plynñ v porésnich látkach v difusni cele rozdělené na dvě komory propojené alespoň zčásti porésni látkou, při němž se prvni komora po celou dobu měření a ustalováni proplachuje jedním plynom a druhá komora se proplachuje druhým plynem až do okamžiku započa 5 225 095 tí měření po uzavřeni přivodu a odvodu druhého plynu, načež sesleduje změna objemu plynu v druhé komoře vyvolaná nestejnou rycnlosti protiproudé difuse obou plynů porésni látkou. Popsany způsob stanovení difuse plynu v porésnich látkach se provádi v zařízení, tvořeném difusni celou opatřenou vstupy a výstupy plynu a příp.mechaníckými michadly, kde difusní cela je rozdělena nepropustnou přepážkou, v níž jsou v otvorecn upevněny tablety porésni látky, na dvě časti komory , ll, z nichž k jedné komoře je připojena trubice, např. skleněná kalibrované trubice, e filmem kapaliny zasahujicim přes cely její průřez a ke spodnímu konci trubice je připojeno jakékoli známé zařízení pro vytvoření filmu kapaliny, např. pryžovy balőnek s filmotvornou kapalinou a vyvod fV difusní cele musí být zaručene odstranění významných koncentračních rozdílů v laminárních vrstvách u čel tablet. Ze srovnání výsledků, získaných v celách opatřenych učinnými michadly a v celách bez michadel vyplýva, že při použití plynu s vyšší molekulovou hmotnosti v horní části cely l se tyto koncentreční rozdíly nevytvářejí hustotní rozdíly a vstupní proudy plynů postačuji k dobrému promíchávání obsahů obou části cely a odstranění laminárních filmů.řři proplachování je výhodné volit tak vysoké průtokové rychlosti plynů A a B (FA, FB), aby bylo možno s doetatečnou přesnoetí považovat plyn v části za čistý plyn B a plyn v části ll za čistý plyn A. Minimální potřebné objemové průtoky lze odhadnout ze vztahůktoré platí pro povolenou q procentni chybu, vo je rychlost změny objemu plynu A, extrapolovaná k počátku měření, vyznam 5( A plyne z rovnice (2). O .Tlakový rozdíl potřebný pro pohyb mýdlového filmu v byretě činí okolo 2 Pa.Vzhledem k tomu, že difusni cela umožňuje měření pouze při atmoeféríckém tlaku, je výhodné použít k charakterisaci dífusního transportu v poréeni látce vice plynných párů A-B. Je výhodné pracovat s páry H 2-N 2, H 2-Ar, He-N 2, He-Ar, kde neni nebezpeči povrchové difuse adsorbovanych plynů.4-4225 095 Zařízení umožňující stanovení celkové hustoty difusních toků porésními tabletami při atmosferickém tlaku (difusní cela) je scnematicky znázorněno na obrázku. Difusni cela se skládá ze dvou částí L, g (případně opatřených michadly lg, łgg), oddělenych nepropustnou přepážkou l s otvory g,ve kterých jsou upevněny tablety porésní látky Ž tak, aby komunikovaly s plyny v částech L a L pouze čely. K části lg je připojena průhledná kalibrovaná byreta 5 s mýdlovým filmem 2 překryvajícím cely průřez byrety. částí 5 cely preteká po celou dobu ustalování i měřeni plyn B o atmosférickém tlaku takovou rychlosti, aby jeho obsah V časti g byl prakticky 100 . řřed započetim měření se část Q proplacnuje plynem B o atmosférickém tlaku takovou rychlostí, aby jeho obsah v této části byl prakticky 100 n. Po dostatečném propláchnutí se započne s měřením tak, že se současně uzavře přívod Q a vyvod Z plynu B z části L a podle rychlosti pohybu mýdlové bubliny se sleduje rychlost změny objemu plynu v této části. Je-li MA( MB, nastává zmenšeni objemu plynu v části g a bublina se pohybuje směrem vzhůru při MB.LMA je směr pohybu bubliny opačný. Z rychlosti změny objemu plynu v části gg, extrapolované k okamžiku započeti měření, se určí celková hustota difusniho toku N,přepočtením podle stavové rovnice ideálního plynu.Umistěni mýdlového filmu Ž do byrety 3 se docíli před zapo četím měření krátkym zavedením plynu A vstupem § při součaeném zvýšení hladiny mýdlového, tj. separativního roztoku 3 nad úroveň vstupu §.Volbou počtu a délek tablet a průměru byrety lze najít podmínky, kdy pohyb mýdlové bubliny V byretě lze pohodlně visuálně sledovat. řřitom možnost užití většího počtu tablet při měření je výhodná, nebot získané výsledky se blíži průměrným hodnotám a vliv tablet s odleblymi vlastnostmi se potlačuje. Válcové ta blety lze upevňovat v otvorech přepážky např. lepením epoxidovoupryskyřící. Jinou možnosti je vtlačit tabletu do elastické nepropustné hadičky, například za silikonovéhov kaučuku a tabletu spolu s hadičkou do otvoru přepážky. Těsnost upevněni tablet lzekontrolovat použitím nepropustných například kovových tablet. Při měření s válcovými extrudáty malých průměrů je výhodné použít nepropustnou elastickou přepážku s otvory, do kterých se extrudáty vtlačí přečnívající části se odříznou.

MPK / Značky

Značky: plynů, stanovení, difuse, způsob, látkach, tohoto, provádění, porésních, zařízení, způsobu

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/8-225095-zpusob-stanoveni-difuse-plynu-v-poresnich-latkach-a-zarizeni-k-provadeni-tohoto-zpusobu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob stanovení difuse plynů v porésních látkách a zařízení k provádění tohoto způsobu</a>

Podobne patenty