ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика адсорбционных процессов при подготовке технической воды из биологически очищенных сточных вод из "Адсорбция органических веществ из воды " На перенос растворенного вещества из объема раствора к границе зерна адсорбента прежде всего влияет режим движения жидкости вблизи зерен. При небольшой скорости движения жидкости ее струи на некотором расстоянии от поверхности обтекаемых потоком зерен параллельны друг другу. Такой как бы слоистый характер течения получил название ламинарного. [c.192] Если в какой-либо зоне ламинарного потока концентрация растворенного вещества падает (например,, в результате адсорбции его зерном активного угля), то выравнивание концентрации осуществляется путем, молекулярной диффузии растворенного вещества в направлении градиента, концентраций, и скорость этого процесса, естественно, невелика. . [c.193] У самой границы твердого тела трение жидкости, однако, затормаживает скорость потока и приводит к образованию пограничного вязкого слоя [174, с. 236]. Толщина слоя зависит от вязкости жидкости. Понятно, что внешняя граница этого вязкого слоя не может быть четкой, поэтому его толщина оценивается довольно условно. Чем интенсивнее перемешивание жидкости,, т. е. чем выше турбулентность потока, тем пограничный вязкий слой тоньше. Однако на практике невозможно реализовать такую интенсивность перемешивания жидкостй, чтобы весь пограничный слой был вовлечен в турбулентный поток. [c.193] На рис. 6.1 схематич)ески показано, что толщина погранич ного ВОДНОГО слоя у границы адсорбента быстро уменьшается с ростом числа Рейнольдса. Перемешивание жидкости ускоряет доставку молекул растворенного вещества к внешней границе вязкого слоя, но к поверхности зерна адсорбента вещество через вязкий слой поступает только за счет молекулярной диффузии. Поэтому интенсификация перемешивания приводит к ускорению процесса адсорбции только до тех пор, пока оно вызывает утонь-шение приграничного вязкого слоя жидкости. [c.194] Наиболее надежно определяется стадия, лимитирующая скорость массопереноса при адсорбции растворенных веществ методом [176], позволяющим также находить для внешнедиффузионной стадии значение коэффициента внешнего массопереноса. Решение системы уравнений, описывающих внешнедиффузионную кинетику поглощения растворенных веществ, изотерма адсорбции которых имеет слабовыпуклую форму (широко распространенный случай в технике адсорбционной очистки промышленных сточных вод), позволило получить уравнение, связывающее относительное приближение адсорбции к равновесию o//ap = Y и безразмерную величину Т, пропорциональную времени протекания процесса t . [c.195] До тех пор, пока график зависимости Т от t действительно является прямой, скорость адсорбции контролируется внешним массопереносом и тангенс угла наклона этой прямой позволяет вычислить Рп (рис. 6.2). [c.195] Соотношение (6.12) удобно для решения на ЭВМ. [c.196] Таким образом, данные рис. 6.5 показывают, что обобщенное уравнение (6.17) может быть использовано при расчетах адсорбционных аппаратов, оборудованных мешалками, независимо, от геометрических размеров, типа перемешивающих устройств и структуры молекул органических веществ, адсорбируемых активными углями из растворов. [c.200] Найденное из одного кинетического опыта значение м можно затем применять для вычисления (3 в широком интервале изменений гидродинамических условий и эффективных размеров зерен адсорбента во всей области, где внешнедиффузионный массоперенос контролирует скорость адсорбции. [c.201] Скорость диффузии растворенных веществ в порах адсорбента значительно меньше скорости диффузии газов и Паров прежде всего вследствие соударений молекул растворенного вещества с молекулами растворителя, находящегося в полости поры. На скорость диффузии растворенных веществ в узких мезопорах влияет также и то, что для адсорбции Молекулы растворенногб вещества необходимо наличие вакансии в месте столкновения с поверхностью, т е. места, свободного не только от молекул растворенного вещества, но и молекул растворителя. [c.202] Следует обратить внимание и на то, Что адсорбированные молекулы могут диффундировать не десорбируясь, а находясь в поле действия дисперсионных (ван-дер-ваальсовских) сил адсорбента под влиянием убывания концентрации молекул в адсорбционном пространстве от внешней поверхности к центру зерна. Соотношение диффузионных потоков в жидкости, запол-няющей транспортные поры, и мигрирующих адсорбированных молекул и определяет общую скорость адсорбции растворенных веществ в условиях внутридиффузионной кинетики массопереноса. [c.202] Оэфф от размера частиц соблюдается (187] и при адсорбции из раствора фенола, /г-нитроанилина и иода дроблеными гранулами активных углей АГ-5 и АГ-3. По-видимому, эту относительно простую модель структуры зерна активных углей можно применять в большинстве расчетов, представляющих интерес для адсорбционной технологии очистки промышленных сточных вод и водоподготовки, а также и в других процессах извлечения веществ и их смеси из водных растворов. [c.204] Величина а 1, следовательно отношение общего внутри-диффузнонного потока к потоку молекул, диффундирующих во внутрипоровой жидкости, указывает на то. что в порах активного угля КАД основная масса вещества переносится внутрь зерна благодаря миграции адсорбированных молекул и доля этого переноса тем больше, чем больше константа адсорбционного равновесия или А0° = ЯТ пК1. [c.207] ХПКост 30-т-40 мг Ог/дм имеют линейную фйрму й могут быть описаны -приближенно уравнением типа а = к С. В работах [188, 189] = 234. Близкое значение приведено и в работе [190]. [c.209] Применение уравнений кинетики адсорбции к расчету аппаратов-смесителей, в которых используются преимущественно порошкообразные или мелкодробленые активные угли, осложнено тем, что эти реальные адсорбенты представляют собой полидис-персную смесь, в которой размеры отдельных зерен могут раз-личатьо г э сколько раз и, следовательно, для- достижения одинаковое приближения к адсорбционному равновесию для разных зерен адсорбента нужно различное время, Таким образом, суммарная кинетическая кривая адсорбции зависит от соотношения количеств узких фракций зерен в полиДисперсной смеси. Радиус частицы в такой смеси следует рассматривать как случайную величину с определенной плотностью распределения. [c.210] Вернуться к основной статье