Adsorbimento - Ver.1.2.0[1]

Corso: Complementi di Impianti Chimici – Facoltà di Chimica Industriale, Università di Bologna

Titolo Lezione: ADSORBIMENTO Versione e Data: 1.0 del 26/03/2008 Docente: Prof. Davide Pinelli Testi/Bibliografia: R.M. Felder, R.W. Rousseau, Elementary Principles of Chemical Processes, 3a ed., Wiley, 2000. W.L. McCabe, J.C. Smith, P. Harriott, Unit Operations of Chemical Engineering, 5a ed., McGraw-Hill, 1993. V. Petrone, E. Fioco, L’Impianto Chimico, Ed. Scient. Siderea, Roma, 2000. [Si tratta di testi di riferimento consigliati, utili per approfondimenti di varie parti del programma; non sono adottati ufficialmente, né seguiti in modo dettagliato].

Schema della lezione (3-4h): Introduzione Materiali adsorbenti Strategie di progettazione di apparecchiature per l’adsorbimento Equilibrio solido/fluido Influenza di pressione e temperatura Isoterme di adsorbimento Esempi di diagrammi di equilibrio Complementi e Effetti termici Letti fissi: comportamento dinamico Curva di rottura Letti fissi: regole di scale-up Schemi di impianto e rigenerazione: TSA, PSA, CSA Capacità adsorbente Dimensionamento: materiale, condizioni operative, volume di letto adsorbente Dimensionamento: sezione/diametro e perdite di carico Dimensionamento: lunghezza Adsorbimento multicomponente

[fine 1a ora]

[fine 2a ora]

[fine 3a ora] [fine 4a ora]

[fine xa ora]

File: Adsorbimento - ver.1.2.0.doc

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ADSORBIMENTO: INTRODUZIONE Definizione: Operazione di separazione basata sulla capacità di certi solidi di concentrare selettivamente sostanze sulla loro superficie:  è applicabile per la separazione di miscele gassose o liquide;  l’adsorbimento è spesso usato per la separazione di sostanze presenti in piccole quantità (ma non esclusivamente);  la concentrazioni delle sostanze rimosse per unità di superficie è generalmente piccolo;  vengono normalmente impiegati solidi caratterizzati da elevate superfici specifiche (fino a 2000 m2/g). Applicazioni:  essiccamento di correnti gassose;  rimozione di inquinanti organici (inquinanti) da correnti acquose;  abbattimento di odori da liquidi;  scopi analitici (es.: cromatografia)  recupero di composti organici e solventi da correnti gassose;  separazione dell’aria in O2 e N2;  separazione di isomeri, di n-paraffine da paraffine ramificate ed aromatici. Strumenti (per risolvere problemi di progetto/verifica):  bilanci di materia;  equazioni di equilibrio (isoterme di adsorbimento); Apparati:  letto adsorbenti (letti fissi).


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ADSORBIMENTO: MATERIALI ADSORBENTI I materiali utilizzati come adsorbenti sono generalmente ottenuti agglomerando sotto forma di pellets o sferette, materiali particellari molto fini, in maniera da ottenere un prodotto caratterizzato da:  elevata porosità e, quindi, da un’elevata area interfacciale;  le dimensioni dei pori sono stremante piccole e la superficie interna ai pori risulta ordini di grandezza maggiore rispetto a quella esterna. La separazione selettiva di una certa sostanza presente in fase fluida è resa possibile grazie a differenze di:  peso molecolare;  forma;  polarità;  dimensioni rispetto a quelle dei pori. La selettività legata alle dimensioni è determinata dalla presenza di pori di dimensioni tali da consentire l’accesso alla superficie interna solo a molecole di certe dimensioni. I questo modo solo una o alcune sostanze possono trasferirsi sulla superficie del solido e di rimanervi adsorbite. Esempio: per cogliere la differenza tra l’area interfacciale di un solido compatto e quella di un materiale adsorbente calcoliamo l’area interfacciale specifica a (per unità di massa) di un solido compatto non poroso di sferette di diametro dP = 1m e densità p = 3000 kg/m3:

a

  d  2 p

   d 3p  p     6 



6 6   2000 m 2 / kg  2 m 2 / g d p  ρ p 1E  6  3000


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ADSORBIMENTO: MATERIALI ADSORBENTI  Gel di silice (a = 500 m2/g, dp = 3 nm)  Ottenuto da silicato di sodio mediante neutralizzazione con acido minerale e trattamento termico. E’ usato per essiccamento di gas, recupero di solventi organici.  Allumina attiva (a = 350 m2/g, dp = 4 nm)  Al2O3H2O: ottenuta dal trattamento di allumina o bauxite. Applicazioni analoghe al gel di silice, ma con migliore resistenza meccanica e capacità di adsorbimento a temperature più elevate.  Carbone attivo (a = 1000 m2/g, dp = 2 nm)  Ottenuto da vari materiali mediante carbonizzazione (T = 500-800°C), seguita da trattamento con vapore per realizzare elevate superficie specifiche. Usato per il recupero di solventi e sostanze organiche dall’acqua e rimozione di solventi e altri inquinanti (ad esempio: H2S e CS2) dall’aria e altri gas.  Zeoliti  Sono anche dette setacci molecolari, in quanto sono caratterizzate da elevatissima selettività. Ne esistono numerosi tipi [MoAI2O3xSiO2yH20 con M = metallo alcalino terroso] e sono utilizzate per separare l’aria, per separare l’idrogeno dal gas di sintesi e per separare sostanze organiche molto simili tra loro (es. isomeri).  Argille  Terre varie trattate; esempi: montmorillonite, bentonite, ecc.. Vengono utilizzate per la rimozione di impurezze da oli alimentari, succhi alimentari.


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ADSORBIMENTO: PROGETTAZIONE Aspetti chiave per la progettazione di apparecchiature per l’adsorbimento: Per progettare correttamente le apparecchiature per realizzare l’operazione di adsorbimento bisogna fare riferimento ad alcuni aspetti illustrati di seguito. 1. Equilibrio di adsorbimento: relazioni di equilibrio tra la composizione del soluto in fase fluida e la quantità di soluto adsorbito sul solido; determina la “capacità” e la “selettività” di un solido adsorbente in funzione della temperatura e delle concentrazioni; è di fondamentale importanza per selezionare adeguatamente il materiale adsorbente. 2. Modalità operative dell’apparato: ci si limita a considerare apparati a letto fisso. Le operazioni di adsorbimento sono caratterizzate da un comportamento dinamico, quindi l’analisi deve essere effettuata tenendo conto delle variazioni temporali, oltre che di quelle spaziali, delle variabili del sistema. 3. Modellazione: necessità di una modellazione fluidodinamica e del trasporto di materia. 4. Principali elementi progettuali: volume, sezione e lunghezza del letto adsorbente; perdite di carico. 5. Rigenerazione impiantistiche.

del

materiale:

modalità

e

conseguenze

6. Altri aspetti pratici: che consentono di dimensionare correttamente l’apparecchiatura, evitando di sotto o sovra dimensionarla. Uno di tali aspetti è la variazione delle caratteristiche adsorbenti dei materiali al procedere dell’operazione.


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ADSORBIMENO: RELAZIONI DI EQUILIBRIO La capacità adsorbente (kgsoluto/kgadsorbente ) di un materiale dipende della sua concentrazione nel fluido (liquido o gas) e dalla temperatura. Generalmente le relazioni di equilibrio si rappresentano graficamente come CS = f(CF) a temperatura costante: le isoterme di adsorbimento. Andamenti tipici di isoterme di adsorbimento: irreversibile

Cs

molto favorevole favorevole

lineare sfavorevole

C

Sfavorevole: sono adsorbite solo modeste quantità di soluto. La quantità di soluto adsorbito è elevata solo quando esso è presente a alte concentrazioni nella fase fluida Lineare: la quantità di soluto adsorbito è proporzionale alla sua concentrazione nella fase fluida (coefficiente di ripartizione). Favorevole: la quantità di soluto adsorbito è elevata anche quando esso è presente a basse concentrazioni nella fase fluida. E’ possibile raggiungere e mantenere basse concentrazioni nel fluido in uscita. Irreversibile: caso limite dell’isoterma molto favorevole. La quantità adsorbita è indipendente dalla quantità presente in fase fluida fino a concentrazioni bassissime. In realtà aumentando la T la quantità adsorbita diminuisce (utile per la fase di rigenerazione del solido). Nota: la capacità di adsorbimento di un materiale dipende dal peso molecolare, dalla forma molecolare e dalla polarità/polarizzabilità della sostanza da adsorbire. File: Adsorbimento - ver.1.2.0.doc

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ADSORBIMENO: RELAZIONI DI EQUILIBRIO Effetto di pressione P e temperatura T: L’adsorbimento è favorito al diminuire della temperatura e all’aumentare della pressione. Per il desorbimento valgono condizioni opposte. Isoterme di adsorbimento

Cs

T2 T1

C

con T1 > T2 Isobare di adsorbimento (per i gas) P1< P2< P3 Cs

P3 P2 P1

T

È utile considerare gli effetti di temperatura e pressione sugli equilibri di adsorbimento non solo per operare nelle condizioni che massimizzano la capacità adsorbente dei materiali, ma anche in vista della necessità di rigenerarli: all’aumentare della temperatura e al diminuire della pressione il soluto adsorbito tende a trasferirsi dal solido al fluido. File: Adsorbimento - ver.1.2.0.doc

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ADSORBIMENTO: RELAZIONI DI EQUILIBRIO Modellazione di isoterme di adsorbimento Modello di Henry:

C S  k  C F con k  k0  e

 H     RT 

Vale solo per concentrazioni bassissime. Si basa sull’ipotesi che il grado occupazione dei siti attivi della superficie del solido responsabili dell’adsorbimento sia tanto modesta da poter assumere che quasi tutti i siti attivi superficiali per l’adsorbimento siano ancora liberi.

Modello di Langmuir:

CS B1  C F  CSm 1  B2  C F Con: Bi = costanti di adsorbimento; CSm = concentrazione di soluto in fase solida relativa ad un ricoprimento ”monostrato” (monolayer) della superficie (tutti i siti attivi occupati). Si basa sull’ipotesi di adsorbimento monostrato; interpreta bene le isoterme favorevoli. Non va invece bene per quelle sfavorevoli.

Modello di Freundlich:

C S  b  C Fn con b ed n costanti ed n < 1 Valida per isoterme molto favorevoli e particolarmente idonea a descrivere adsorbimento di soluti in fase liquida.


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ADSORBIMENTO: ISOTERME DI ADSORBIMENTO Capacità del solido adsorbente

Acqua (20-50°C) su vari solidi:

Selettività: influenza della natura dell’adsorbato - effetto della temperatura

Vari idrocarburi su carbone attivo File: Adsorbimento - ver.1.2.0.doc

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ADSORBIMENTO: ISOTERME DI ADSORBIMENTO Selettività: influenza della natura dell’adsorbato Vari idrocarburi su carbone attivo

Serie omologhe: alchino, alchene, alcano. Serie omologhe: C2, C3, C4.


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ADSORBIMENTO: ISOTERME DI ADSORBIMENTO Correlazioni empiriche e semi-empiriche

P* Pi V’ T

= tensione di vapore; = pressione parziale; = volume molare del liquido; = temperatura in Kelvin.


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ADSORBIMENTO: COMPLEMENTI Alcuni solidi mostrano capacità adsorbente nei confronti di certe sostanze (ad esempio di idrocarburi) maggiore rispetto alla capacità assorbente di solventi liquidi (assorbimento). Esempio: (valori relativi a T = 38°C e P = 1 psi) Sostanza metano propano

Quantità adsorbita dal Quantità assorbita da un olio carbone attivo (kgsoluto/kgadsorbente) (kgsoluto/kgsolvente) 0.00199 0.00022 0.113 0.0014

***** Effetti termici L’adsorbimento è un processo esotermico, accompagnato da effetti termici rilevanti (maggiori del calore latente). Esempi: Sostanza Etilene Etano

Calore di adsorbimento su Calore di condensazione alla carbone attivo a 20°C temperatura di ebollizione (cal/mole) (cal/mole) 9100 2580 6620 2050

 Il calore che si sviluppa durante l'adsorbimento viene in parte ceduto al fluido;  se la concentrazione di adsorbato nell'alimentazione è elevata (> al 10% in peso) posso manifestarsi surriscaldamenti di parti del letto (Tsolido > Tfluido);  l’aumento di temperatura (locale) fa diminuire la tendenza ad adsorbire (vedi variazione delle isoterme di adsorbimento con T);  se viceversa la quantità di adsorbato nel fluido è modesta (< 1% in peso), praticamente tutto il calore sviluppato viene ceduto al fluido e il processo si può considerate isotermico;  il desorbimento è un processo endotermico;  l’abbassamento (locale) della temperatura nel letto sfavorisce la rigenerazione del solido adsorbente. File: Adsorbimento - ver.1.2.0.doc

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ADSORBIMENTO: PROFILI DI CONCENTRAZIONE Letti fissi Le concentrazioni di soluto nella fase fluida e nella fase solida cambiano sia nel tempo che con la posizione nel letto.

Q = portata di fluido; C0 = concentrazione di soluto nel fluido all’ingresso del letto. Supponiamo di cominciare ad alimentare il fluido nel letto al tempo t1. Il materiale adsorbente è esente dal soluto e il profilo di concentrazione di soluto nel fluido mostra un andamento decrescente fino a raggiungere zero prima della fine del letto (t1). con

1 C/C0

t1

0

t2

t3

Lunghezza del letto

t4

LT

 Con il passare del tempo le zone più vicine all’ingresso si arricchiscono di soluto e, quindi, si saturano;  il trasferimento di materia ha luogo nelle zone del letto sempre più lontane dall’ingresso;  i profili di concentrazione al passare del tempo prendono una forma ad S (t2 e t3) e si spostano verso l’uscita dal letto proprio;  la forma dei profili di concentrazione all’interno del letto dipende da più fattori tra i quali la relazione di equilibrio per il sistema fluido solido (isoterma di adsorbimento);  dopo un certo tempo, l’adsorbato comincia ad essere presente nella corrente uscente (t4). File: Adsorbimento - ver.1.2.0.doc

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ADSORBIMENTO: CURVE DI BREAKTHROUGH Curva di “breakthrough” o curva di “rottura” La concentrazione di soluto contenuta nel fluido all’uscita del letto è nulla per un certo tempo, poi comincia a salire fino a quando (se il letto è completamente o quasi completamente saturo) diventa uguale a quella di ingresso.

C/C0

1

0.1 0

t1

t2

t3 tb tempo, t

Bisogna quindi decidere, ad un certo punto, di deviare il fluido su un altro letto fisso per rigenerare quello saturo. Osservazioni:  sulla curva di rottura (curva di breakthrough) si individua il tempo tb in corrispondenza del quale la concentrazione in uscita e circa il 5-10% di quella in ingresso;  raggiunto tb bisogna rigenerare il letto perché la separazione diventa molto rapidamente sempre più scadente;  la concentrazione limite ammissibile nella corrente in uscita può essere legata ad un limite assoluto prefissato (potabilizzazione delle acque).


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ADSORBIMENTO: CURVE DI BREAKTHROUGH Lunghezza di letto utilizzata:

Osservazioni:  A0 = A1 + A3 rappresenta graficamente la quantità alimentata fino al tempo tb;  A3 rappresenta la parte di A0 che non è stata adsorbita;  l’area sopra la curva di breakthrough (A1 = A0 – A3) rappresenta la quantità percentuale di soluto che si è trasferita dal fluido al solido (rispetto alla quantità alimentata A0);  A1 + A2 rappresenta graficamente la quantità adsorbibile sul solido (a saturazione completa alla concentrazione del fluido entrante);  se al tempo tb si smette di alimentare il fluido e si procede alla rigenerazione del solido, la capacità adsorbente del letto sarà utilizzata solo in parte;  la parte di letto utilizzata corrisponderà all’area A1, mentre quella non utilizzata all’area A2; La lunghezza di letto utilizzata può essere espressa come: A1 Lutilizzata  Ltot  A1  A2 File: Adsorbimento - ver.1.2.0.doc

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ADSORBIMENTO: CURVE DI BREAKTHROUGH Si può osservare che tanto più inclinata è la curva di rottura:  tanto maggiore è il tempo al quale si raggiunge la concentrazione limite;  ma tanto maggiore è la quantità di adsorbente non utilizzata (non saturata alla concentrazione del fluido entrante).

Esempi di curve di rottura in diverse condizioni operative Nota: nella condizione limite, se la curva coincidesse con una retta verticale l'area A2 sarebbe nulla e tutto il letto sarebbe utilizzato. **** Perché la curva è inclinata? Perché l'andamento delle curve di concentrazione di adsorbato lungo il letto assumono la forma ad S? Ci sono tre fenomeni che contribuiscono a far deviare il sistema dal comportamento ideale:  trasporto di materia;  diffusione molecolare e dispersione assiale.


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ADSORBIMENTO: REGOLE DI SCALE-UP La curva di “breakthrough” può essere ricostruita sperimentalmente mediate misure di concentrazione del soluto nella corrente uscente. Queste misure sono generalmente eseguite su apparecchiatura di piccola scala: problema di scale-up (occorre studiare cosa succede passando a dimensioni di interesse industriale). Per sistemi caratterizzati da un’isoterma favorevole i profili di concentrazione all’interno del letto con il passare del tempo conservano una forma identica.

con : L1  L2  L3

Regole di scale-up: Se si confrontano dei letti di materiale adsorbente di diversa lunghezza si osserva che:  la porzione di letto non utilizzata (A2 - quantità di siti di adsorbimento non occupati) rimane identica;  mentre la porzione di letto utilizzata (A1) aumenta all’aumentare della lunghezza;  le perdite di carico però aumentano all’aumentare della lunghezza;  per contenere le perdite di carico, si può diminuire il diametro del letto in modo da abbassare la velocità del fluido;  per trattare una portata maggiore, mantenere la stessa velocità superficiale e aumentando il diametro del letto. File: Adsorbimento - ver.1.2.0.doc

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ADSORBIMENTO: SCHEMA DI IMPIANTO L’adsorbimento è, come altre operazioni di separazione, basato sull’impiego di un agente (nel caso specifico il materiale adsorbente) che consente la separazione. Tale agente ad un certo punto si satura e va rigenerato. Le variabili termodinamiche che hanno maggiore influenza sull’adsorbimento (e quindi sulla fase di rigenerazione del solido adsorbente – desorbimento) sono la temperatura e la concentrazione della sostanza da separare in fase liquida o la pressione parziale in fase gas. Per rigenerare il solido adsorbente vanno scelte condizioni diverse (opposte) rispetto a quelle usate nella fase di adsorbimento. Il materiale è difficile da movimentare durante l’esercizio delle apparecchiature, quindi, generalmente per operare in continuo si utilizzano almeno due letti (fissi) di materiale adsorbente per poterne rigenerare uno mentre l’altro lavora.

Nota: Si possono avere isteresi nelle fasi di adsorbimentodesorbimento. File: Adsorbimento - ver.1.2.0.doc

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ADSORBIMENTO: SCHEMA DI IMPIANTO THERMAL-SWING ADSORPTION (TSA)

 Generalmente la rigenerazione si esegue inviando vapore (se l’adsorbato da separare è insolubile in acqua) o aria (se l’adsorbato non è combustibile) ad elevata temperatura.  Il calore, immesso nel sistema con il gas, non solo fornisce l'energia necessaria a desorbire l'adsorbato, ma viene in parte ceduto dal gas caldo al letto favorendo il desorbimento.  il gas inviato consente di diluire la concentrazione di adsorbato in fase fluida e, quindi, contribuisce ulteriormente a favorire il desorbimento.  Nel caso di impiego di vapore il recupero dell’adsorbato è di solito effettuabile mediante condensazione e separazione meccanica dei liquidi immiscibili.  In alcuni processi, l’adsorbato viene incenerito (ovvero utilizzato come combustibile).  Generalmente alla fine della rigenerazione il letto viene attraversato da un fluido freddo, che ne riporta la temperatura a quella scelta per il processo di adsorbimento. File: Adsorbimento - ver.1.2.0.doc

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ADSORBIMENTO: SCHEMA DI IMPIANTO PRESSURE-SWING ADSORPTION (PSA)

 Si agisce sulla pressione parziale dell'adsorbato in fase gas.  Di fatto durante la rigenerazione si sfrutta la diminuzione della pressione totale e la riduzione della concentrazione di adsorbato nel gas per diminuire la pressione parziale dell'adsorbato, facilitando così il desorbimento.  Si applica di solito nel caso in cui la fase fluida è un gas.  Esempi sono il processo di separazione dell'aria, la purificazione dell'idrogeno e alcuni processi di purificazione di correnti gassose da sostanze indesiderate.  La fase di alimentazione è operata a pressione relativamente elevata, e la rigenerazione a pressione più bassa.  Una frazione del prodotto uscente dal letto adsorbente si utilizza come fluido rigenerante nel letto a bassa pressione.  Il processo analogo nel caso di fase fluida liquida prende il nome di concentration-swing adsorption (CSA) perché si varia la concentrazione di adsorbato in fase liquida, ma è impiegato raramente.


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ADSORBIMENTO: DIMENSIONAMENTO DELL’APPARATO Capacità adsorbente del letto: La capacità adsorbente effettiva del letto raramente supera il 30-50%. Oltre che a causa della necessità di interrompere, ad un certo punto, l’alimentazione del fluido al letto (per rispettare la specifica di progetto sulla concentrazione in uscita), è necessario tenere presente anche:  perdite di capacità adsorbente del letto dovute all’effetto termico associato all’adsorbimento;  riduzione legata all’umidità presente nel gas;  riduzione dovuta all’umidità residua sul letto a seguito della rigenerazione;  riduzione nel caso di fluido sporcanti. In fase di progettazione è importante tenere conto di tutti questi effetti che contribuiscono a ridurre la capacità adsorbente del letto. **** Dimensionamento di un letto adsorbente: Dati:  portata del fluido da trattare;  concentrazione entrante del soluto da rimuovere. Specifica di progetto:  massima concentrazione di soluto nel fluido ammessa all’uscita del letto adsorbente (concentrazione limite).


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ADSORBIMENTO: DIMENSIONAMENTO DELL’APPARATO Procedura di progetto: 1. scelta del materiale adsorbente più idoneo; 2. definizione delle condizioni operative (temperatura e pressione); 3. calcolo del volume effettivo di letto necessario per soddisfare la specifica di progetto; 4. definizione della sezione trasversale del letto; 5. calcolo della lunghezza del letto. **** Dimensionamento di un letto adsorbente 1) Scelta del materiale adsorbente: la scelta viene fatta valutando la capacità adsorbente mediante le isoterme di adsorbimento; tenendo anche presente l’eventuale facilità di rigenerazione e altre considerazioni pratiche (costo, infiammabilità, etc.). 2) Dimensioni del materiale adsorbente: più sono piccole le dimensioni delle particelle di adsorbente, maggiore è la superficie esposta e, quindi, la capacità di adsorbimento, ma aumentano le perdite di carico. 3) Definizione della temperatura e della pressione di esercizio: Sulla base delle curve di equilibrio (isoterme di adsorbimento). 4) Determinazione del volume effettivo di letto adsorbente: usando opportuni diagrammi (quantità adsorbibile di una specifica sostanza su un dato materiale adsorbente) è possibile risalire alla quantità adsorbibile per unità di peso di letto. Si determina quindi il volume totale del letto (valore teorico). Il volume effettivo viene calcolato maggiorando quello teorico del 20-40%.


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ADSORBIMENO: DIMENSIONAMENTO DELL’APPARATO Dimensionamento di un letto adsorbente 5) Determinazione dell’area trasversale dell’apparecchiatura Si esegue in maniera da ottenere una velocità superficiale che dia luogo a perdite di carico non troppo elevate. Ciò spesso si ottiene con velocità superficiali nell’intervallo 0.25-0.50 m/s. Per valutare le perdite di carico si può utilizzare l’equazione di Ergun:

P   d p  3 1    150   1.75 2 Re p G H 1 con: G



 

dp H Rep

= portata in massa; = densità del fluido. = grado di vuoto (Vvuoto/Vtotale); = diametro particelle; = profondità del letto; = dpG/ numero di Reynolds.

Ovvero, in termini della velocità superficiale:

v S   1      vS2 1   P  150  2 2   1.75   3 3 H  S  dP S  dP  2

con: S 6)

= fattore di sfericità per particelle non sferiche;

Determinazione della lunghezza del letto Per scegliere la lunghezza del letto bisogna tenere presente che:  minore è la lunghezza del letto, minori sono le perdite di carico e il materiale adsorbente necessario;  più corto è il letto, più frequentemente è necessario rigenerarlo;  più corto è il letto minore è l’utilizzo dell’adsorbente perché al punto di breakthrough la frazione satura del letto è minore e, quindi, i costi di rigenerazione (per kg di adsorbente) sono maggiori.


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ADSORBIMENO: SISTEMA MULTICOMPONENTE Adsorbimento di acqua + idrocarburo su gel di silice in presenza di inerte:

Fluido: inerte + vapore acqueo + idrocarburo B = Acqua B’’ = Idrocarburo C = saturazione del letto Osservazioni:  Il gel di silice ha più “affinità” per l’acqua che per l’idrocarburo;  quando i siti di adsorbimento sono in larga parte liberi, si adsorbono entrambi i composti;  quando il solido di avvicina alla saturazione, l’acqua spiazza l’idrocarburo (isoterma meno favorevole).


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ADSORBIMENO: SISTEMA MULTICOMPONENTE Adsorbimento di idrocarburo + acqua su carbone attivo, in presenza di inerte:

Fluido: inerte + vapore acqueo + idrocarburo A = vapore acqueo A’ = idrocarburo C = somma A + A’ Osservazioni:  Il carbone attivo ha più “affinità” per l’idrocarburo che per l’acqua;  quando i siti di adsorbimento sono in larga parte liberi, si adsorbono entrambi i composti;  quando il solido di avvicina alla saturazione, l’idrocarburo (isoterma più favorevole) spiazza. l’acqua. File: Adsorbimento - ver.1.2.0.doc

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ADSORBIMENO: SISTEMA MULTICOMPONENTE Adsorbimento di una miscela di idrocarburi C2, C3 e C4 su carbone attivo:

I = C4 II = C3 III = C2

Fluido: miscela di C2, C3 e C4

Osservazioni:  quando il solido di avvicina alla saturazione, l’idrocarburo con l’isoterma più favorevole spiazza gli altri.


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