ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение коэффициентов эффективной диффузии из "Массообменные процессы химической технологии" При расчетах промышленных процессов адсорбции величины коэффициентов эффективной диффузии в уравнениях кинетики адсорбции должны быть известными. Теоретические способы вычисления значений Оэ для сложных пористых структур реальных адсорбентов не приводят к надежным результатам [7]. Поэтому численные звдчения Оэ или конкретный вид его зависимости от концентрации целевого компонента в адсорбенте устанавливается в соответствующих опытах с конкретными системами. [c.207] Промышленные адсорбенты обычно используются в виде гранул, размеры которых не превышают 5—7 мм, что практически исключает измерения локальных концентрационных полей внутри таких гранул, а формирование искусственных частиц увеличенных размеров, например прессованием таблеток из материала адсорбента, приводит к тому, что пористая структура таких таблеток оказывается отличной от структуры исходных частиц, особенно в области макро- и переходных пор [21]. [c.207] Основой практически всех способов измерения Оа являются теоретические решения задач нестационарной диффузии для частиц правильной геометрической формы. Чаще всего используются решения, получаемые для линейной изотермы адсорбции или для предельно выпуклой изотермы, когда коэффициенты эффективной диффузии постоянны. [c.207] Эксперименты обычно проводятся со слоем адсорбента толщиной в одну частицу, что позволяет считать изменение концентрации компонента в газе-носителе при прохождении его через такой тонкий слой линейным, а сами частицы — контактирующими с газом, концентрация в котором равна среднеарифметической из величин входной и выходной концентраций. Таким образом, при адсорбции слоем в одно зерно поглощение происходит практически при постоянной и близкой к Со концентрации целевого компонента у поверхности частиц. [c.207] Упростить расчетную процедуру можно, если измерения средней концентрации в частицах осуществлять при достаточно больших временах, соответствующих Ро =0,1 тогда в теоретических решениях можно пренебречь всеми членами рядов кроме первого. При этом необходимость операции по подбору величины Пэ отпадает и значение коэффициента эффективной диффузии находится непосредственно из измеренного значения критерия Фурье. Однако при этом предварительная оценка границы регулярного режима по величине критерия Ро требует сведений об ориентировочном значении В,. [c.208] Чтобы исключить влияние сопротивления внешнего массопереноса, эксперименты проводятся при условиях, обеспечивающих = R/Dэ 50, что также требует предварительной информации о величинах Оэ и р. [c.208] Аналогичные эксперименты и расчеты проводятся для нахождения величины ) при предельно выпуклой изотерме адсорбции. При этом используются решения, соответствующие гипотезе о послойной отработке частиц адсорбента (4.24), (4.25) или (4.26). [c.208] Значительно сложнее ситуация при экспериментальном определении коэффициентов эффективной диффузии и их зависимости от концентрации в общем случае нелинейной изотермы адсорбции. Обычный путь здесь состоит в использовании имеющихся приближенных или численных решений задачи нестационарной адсорбции с какой-либо задаваемой формой зависимости Оз от локального значения концентрации целевого компонента а адсорбенте. По наплучшему совпадению экспериментальных и вычисленных значений определяются численные значения параметров используемой формы зависимости Оз от а. Надежность определения коэффициентов диффузии в нелинейных задач существенно снижается. [c.208] Экспериментальное исследование коэффициентов внешней массоотдачи р в процессах адсорбции затруднено необходимостью определения величины концентрации адсорбтива на наружной поверхности частиц адсорбента, в связи с чем для расчетов р могут использоваться результаты исследований внешней массоотдачи, полученные для иных массообменных процессов, в которых концентрация целевого компонента на поверхности частиц определяется более надежно. [c.208] Вернуться к основной статье