ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Плотный неподвижный слой из "Массообменные процессы химической технологии" Работа слоя в периодическом режиме описывается закономерностями отработки слоя во времени. [c.190] В начале процесса адсорбции вследствие его конечной скорости (из-за наличия диффузионного сопротивления) форма концентрационной кривой для начального участка слоя непрерывно меняется до тех пор, пока его первый элементарный слой не станет практически насыщенным. С момента насыщения первого слоя условия образования последующих концентрационных кривых могут оставаться тождественными, и в этом случае концентрацнон-ная кривая перемещается с постоянной скоростью вдоль слоя адсорбента (режим параллельного переноса). В реальных процессах режим параллельного переноса концентрационных кривых не всегда имеет место по причинам сорбционного и песорбционного характера, о чем будет сказано нин е. [c.190] Коэффициент к в уравнении (4.56) представляет собой время защитного действия слоя адсорбента высотой в 1 м при бесконечно большой скорости адсорбции. [c.191] При исследовании адсорбции следует рассматривать равновесный и неравновесный режимы. Изучение процесса сорбции при равновесном режиме позволяет выявить влияние статических факторов— вида изотермы, а при неравновесном режиме (случай более сложный) —влияние кинетических факторов. [c.192] Исходная система уравнений должна включать уравнение баланса вещества, уравнение изотермы адсорбции (при описании равновесного процесса) или уравнение кинетики отработки одного зерна (при описании неравновесного процесса), а также начальные и граничные условия. [c.192] При равновесном режиме процесса уравнение кинетики (4.62) заменяют уравнением изотермы. [c.192] Условие (4.66) означает, что в начальный момент в слое имеется заданное распределение сорбируемого вещества, характеризующееся функщ1ями с = (р(х) и а = [(с) = 1[ц (х)] согласно изотерме адсорбции в пределах начальной зоны Хо. Условие (4.67) показывает, что концентрация в газовой фазе при входе в слой в течение процесса поддерживается постоянной и концентрация адсорбента в лобовом сечении аппарата является равновесной согласно изотерме адсорбции. Условие (4.68) означает, что в слое адсорбента бесконечной высоты всегда на каком-то уровне целевого компонента не будет. [c.193] Рассмотрим некоторые рещения макрокинетических задач при адсорбции. [c.193] Здесь Г0с — некоторая переменная величина, имеющая размерность скорости и зависящая от концентрации с. Физический смысл этой величины будет рассмотрен позднее. [c.193] Зависимость (4.75) является уравнением движения концентрационных точек фронта сорбции и ирк известном виде функции ср позволяет рассчитать распределение сорбируемого вещества вдоль слоя адсорбента для различных моментов времени. Величина W представляет собой скорость перемещения вдоль слоя сорбента заданной концентрации с. Все точки фронта движутся со скоростью, меньшей, чем скорость газа. [c.194] При т = 0 зависимость л = — (с) дает начальное распределение вещества, выраженное через обратную функцию от с = (р(х). [c.194] Выражение (4.71) называют соотношением Викке. Оно показывает влияние вида изотермы на характер перемещения вдоль слоя адсорбента концентрационных точек. [c.194] При вогнутой изотерме точки с меньшей концентрацией будут перемещаться быстрее, а точки с большей концентрацией — медленнее [/ (с) увеличивается с возрастанием концентрации], т. е. будет происходить прогрессирующее размытие фронта (рис. 4.12,6). [c.194] При линейной изотерме имеет место режим параллельного переноса, поскольку (с) = Г — постоянная величина. Возникшее случайно размытие фронта сохраняется (рис. 4.12, а). Скорость движения концентрационных точек будет выражаться уравнением (4.73). [c.194] Зависимость (4.76) является уравнением в частных производных второго порядка параболического типа, общее рещение которого не найдено. [c.195] При выпуклой изотерме в противоположных направлениях действуют два фактора — фактор размытия фронта и фактор его сжатия. Поэтому на некоторой асимптотической стадии (при т- оо) должно произойти взаимное уравновешивание этих факторов и установиться движение стационарного фронта, перемещающегося с постоянной скоростью в режиме параллельного переноса. [c.195] Таким образом, при выпуклой изотерме и наличии продольных эффектов в слое адсорбента наблюдаются две области формирования стационарного фронта и его параллельного переноса (рис. 4.12, г). [c.195] При линейной изотерме адсорбции фактор сжатия адсорбционного фронта отсутствует, поэтому размытие будет прогрессировать пропорционально л/т . Только одна концентрационная точка с/со = 0,5 будет двигаться с постоянной скоростью, и для нее справедливо соотношение Викке (4.71). [c.195] Размытие фронта концентраций, вызванное вогнутостью изотермы, пропорционально т, а продольные эффекты приводят к размытию пропорционально - /х. Следовательно, вогнутость изотермы еще больше влияет на размытие концентрационного фронта [13]. [c.195] Сопоставление рассчитанных значений Ск с опытными данными по адсорбции паров бензола микропористыми активными углями показало, что на начальной стадии процесса Ро = рь Относительный вклад продольных эффектов увеличивается при возрастании скорости адсорбции и уменьшении скорости потока. [c.195] Вернуться к основной статье