ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Динамика равновесной изотермической адсорбции из "Основы адсорбционной техники" Примем, что между концентрациями адсорбтива и адсорбата в каждый момент времени и в каждой точке слоя соблюдается равновесное соотношение в силу, например, бесконечно большого значения коэффициента массопередачи. Пусть также тепловыделения в слое бесконечно малы, а температуры потока и адсорбента одш1аковы. Эти допущения составляют сущность простейшей модели динамики сорбции — равновесной изотермической. Практическая реализация допущений этой модели маловероятна. Однако она представляет определенный познавательный и исторический интерес. Рассмотрение ее псйволяет установить влияние вида изотермы сорбции на распределение адсорбата между фазами системы. Основные положения этой модели развиты Вильсоном [36], Вейссом [37], де-Во [38], Викке [39-41]. [c.217] Выпуклая изотерма (а) и кривые распределения концентраций в слое адсорбента при адсорбции (б). [c.218] Уравнение (10.21) носит название закона Викке, уравнение (10.22) — закона Вильсона. Проследим действие этих законов для разных видов изотерм сорбцип прн адсорбции и десорбции. [c.218] Выпуклая изотерма, десорбция. В тех же условиях (вид изотермы, начальное распределение) изменим направление движения потока на обратное — пусть оно совпадает с градиентом концентраций по слою (рис. 10,4). [c.218] Так как С/ 11 о, то при выбранном направлении движения потока трансформирование распределения То в т , затем в и т. п. приводят к увеличению расстояния между концентрационными точками 1 и 2. [c.218] Если бы начальное распределение отвечало прямоугольному фронту (подобного распределению Т5 па рис. 10,36), то действие закона Викке не проявилось, и прямоугольный фронт перемещался бы со скоростью, предписанной уравнением (10.22), параллельно самому себе. [c.218] Линейная изотерма, адсорбция и десорбция. [c.219] Вогнутая изотерма, адсорбция. Изотерма и трансформации распределений показаны на рис. 10,5. [c.219] Примем, что начальное распределение потока такое же, как для случаев, описанных выше. [c.219] Согласно изотерме (dald ) dald )2, что в соответствии с уравнением (10.21) дает С 1 /j. Таким образом, в рассматриваемых условиях распределение концентраций типа имеет тенденцию к неограниченному размыванию . Прямоугольное распределение концентраций, очевидно, сохраняет свою форму. [c.219] Вогнутая изотерма, десорбция. При подаче потока по направлению градиента первоначально размытое распределение концентраций в случае вогнутой изотермы постепенно превращается в распределение со все более и более значительным градиентом концентраций (сжимается) и. наконец, при да дх = сю превращается в прямоугольный фронт. Последний перемещается по слою с постоянной скоростью, определяемой уравнением Вильсона. [c.219] Выпуклая изотерма (а) и кривые распределения концентраций в слое адсорбента прп десорбции (б). [c.219] Общее аналитическое решение системы (10.19) не получено, поэтому проведем качественный анализ явления [2]. [c.219] Выпуклая изотерма, адсорбция. Режим адсорб ции при о ф О характеризуется тем, что одновременно в противоположных направлениях действуют два фактора. Первый фактор — продольная диффузия, которая вызывает размывание адсорбционного фронта. Второй фактор связан с законом Викке и, следовательно, с видом изотермы адсорбции. [c.220] Рассмотрим случай (рис. 10,6), когда в зернистый слой, первоначально свободный от адсорбата, вводят поток при некоторой концентрации адсорбтива. В связи с эффектом продольной диффузии первоначальное прямоугольное распределение концентраций адсорбтива начнет размываться. Но поведением размытого фронта управляет закон Викке. При выпуклой изотерме адсорбции, как было показано выше, действие закона Викке приводит к сжатию сорбционного фронта. [c.220] Естественно предположить, что при наличии двух противоположно действующих эффектов по истечении достаточно продолжительного промежутка времени действие их компенсируется, и фронт сорбции начнет перемещаться по слою с постоянной скоростью в режиме параллельного переноса. Такая гипотеза была выдвинута Зельдовичем [42] и развита Тодесом [43]. [c.220] Вогнутая изотерма (а) и кривые раснределения концентраций в слое адсорбента нри адсорбции (б). [c.220] Начальное условие не имеет смысла, так как рассматривается асимптотическая стадия (т — со). [c.220] То — потеря времени защитного действия, То = кг = гЦ]. [c.221] Вернуться к основной статье