Адсорбционный процесс складывается из последовательно протекающих стадий диффузии молекул поглощаемого вещества из потока газа к внешней поверхности зерен адсорбента (внешняя диффузия), проникновения достигших наружной поверхности зерен молекул внутри пористого зерна поглотителя к местам сорбции (внутренняя диффузия) и собственно сорбции (конденсации) молекул на внутренней поверхности зерен. Полагают, что последняя стадия идет практически мгновенно — в течение 10-е—10-9 с.[ ...]
В1 = р /£> — критерий краевого подобия Био; п — ряд натуральных чисел; Х)е = 0 /Г — эффективный (эквивалентный) коэффициент диффузии; р—коэффициент внешнего массообмена; £> — коэффициент диффузии целевого компонента через слой пористого насыщенного адсорбента; Г—константа Генри (коэффициент адсорбции); — радиус гранулы.[ ...]
Промышленные адсорбенты характеризуются сложной пористой структурой и работают в различных условиях реализации процессов газоочистки, что определяет возможность и особенности внутреннего переноса поглощаемого вещества по различным, часто параллельным и взаимосвязанным механизмам (обычная и кнудсеновская диффузия, диффузия по поверхности, капиллярное течение и другие виды переноса). В этой связи эффективные коэффициенты диффузии, определяемые по выражению (1.236), хотя и могут использоваться для сопоставительных оценок соответствующих адсорбентов, но представляют собой формальные характеристики, не вскрывающие механизма переноса вещества в пористых телах. Механизм конкретного процесса определяют на основе изучения зависимостей коэффициентов диффузии от давления, температуры, молекулярных масс поглощаемого вещества и газа-носителя и других характеристик.[ ...]
Расчет адсорбционных процессов предполагает наличие кинетических уравнений, выражающих величину адсорбции как функцию времени осуществления реального процесса.[ ...]
Различают стационарные и нестационарные адсорбционные процессы. Стационарные процессы характеризуются постоянством во времени концентрации адсорбата в каждой точке слоя поглотителя и являются непрерывными. В практике адсорбционной санитарной газоочистки наиболее распространены нестационарные периодические процессы.[ ...]
Физической моделью кинетики адсорбции в неподвижном слое поглотителя, - называемой также динамикой адсорбции, является модель фронтальной отработки слоя адсорбента. В соответствии с этой моделью концентрация целевого компонента, непрерывно поступающего в слой с газовым потоком, прогрессивно увеличивается во времени в первых (лобовых) участках слоя адсорбента, достигая состояния насыщения. Это приводит к уменьшению движущей силы процесса на данных участках и поступлению газа с высокой концентрацией целевого компонента в следующие за лобовыми участками слоя. С другой стороны, при достаточной длине слоя в нем в течение определенного времени будут существовать концевые участки, в которые поступает очищенный газовый поток. Таким образом, в слое адсорбента на некоторой стадии процесса формируется и затем перемещается по слою участок конечной длины I, являющийся работающим слоем (зоной массопередачи), на котором происходит резкое изменение концентрации целевого компонента в проходящем газовом потоке, характеризующееся определенной формой концентрационной кривой (фронта сорбции, сорбционной волны). Ввиду конечной скорости адсорбции форма этой кривой в лобовом участке слоя постоянно изменяется до момента насыщения данного участка. После этого момента при условии сохранения сформировавшихся условий образования концентрационной кривой последняя перемещается вдоль слоя с постоянной скоростью, обеспечивая режим так называемого параллельного переноса адсорбционного фронта.[ ...]
Время появления за слоем адсорбента очищенного газа состава, соответствующего заданной прос-коковой концентрации целевого компонента, характеризует время защитного действия слоя адсорбента тПр для конкретных условий реализации адсорбционного процесса.[ ...]
Вслед за этим происходит окончательное насыщение слоя адсорбента целевым компонентом, выражающееся в прогрессирующем увеличении за слоем его концентрации, фиксируемой в виде так называемой выходной кривой (рис. 1-37).[ ...]
Для выявления характера распределения концентраций поглощаемого-вещества в газовой фазе и в слое адсорбента в данный момент времени необходимо в общем случае составить и решить при соответствующих начальных и граничных условиях систему уравнений материального баланса, изотермы и кинетики адсорбции, гидродинамики процесса. Решение такой системы уравнений возможно лишь путем их упрощения за счет введения ряда допущений и приближений, рассмотрения частных, наиболее простых случаев динамики адсорбции.[ ...]
Имеющиеся решения для процессов изотермической динамики адсорбции одного компонента при отсутствии продольных эффектов, учитываемых коэффициентом D , дают, в частности, следующие практически важные закономерности.[ ...]
Вернуться к оглавлению