ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Динамика неизотермической адсорбции из "Основы адсорбционной техники" Рассмотренные выше математические модели динамики сорбции основаны на предположении о пренебрежимо малой величине теплового эффекта адсорбции. Это допущение справедливо при небольших концентрациях адсорбтива в потоке. Одпако при повышенных концентрациях тепловой эффект может оказывать существенное влияние на протекание адсорбционного нроцесса и нуждается в учете. Учет тепловыделений и теплообмена необходим также в тех случаях, когда температуры потока и зернистого материала различны. В научной литературе из неизотермических процессов наиболее подробно изучена динамика адиабатической адсорбции, в которой потери тепла в окружающую среду принимаются пренебрежимо малыми. [c.230] Обсудим динамику адиабатической адсорбции, предполагая в порядке первого приближения, что массообмен и теплообмен между фазами системы происходят бесконечно быстро. Такой анализ впервые был выполнен Тодесом и Левиным [59]. Подобно равновесной изотермической динамике сорбции, равновесная адиабатическая модель, несмотря на известную условность, позволяет выявить ряд принципиальных особенностей процесса. [c.230] Начальные и граничные условия пусть будут такими же, как указано в соотношениях (10.17) и (10.18). [c.230] Соотношение между сорбционным и тепловым фронтами (случаи а и б). [c.231] При наличии изотермы сорбции [а ) = / (с, Т ) все неизвестные величины уравнений (10.51) и (10.52) могут быть найдены. Графически перемещение тепловой и адсорбционной волн показано на рис. 10,126. [c.231] Сопоставления скорости движения тепловой и изотермической адсорбционных волн позволяют априорно заключить, какой из режимов распространения волн реализуется в каждой конкретной системе. Процедура такого сопоставления весьма детально разработана Паном и Басмаджианом [60]. Они же предложили достаточно удобную терминологию, которую мы будем использовать в дальнейшем. Согласно [601, случай 1 Тодеса — Лезина назван режимом одиночной тепловой волны, случай 2 — режимом комбинированной волны. Различают следующие участки стационарных волн фронтальный (первая транспортная зона), плато (средний участок) и тыловой (вторая транспортная зона). [c.231] Очевидно, достаточным условием существования одиночной волны является более высокая скорость движения теплового фронта, чем адсорбционного, даже при максимально возможной температуре слоя. [c.232] Теория равновесной адиабатической адсорбции позволяет сделать некоторые важные практические выводы. В случае образования одиночной тепловой волны процесс адсорбции имеет тенденцию протекать независимо от начальной температуры слоя. Это означает, что слой будет нагрет или охлажден газом-носителем до температуры плато к моменту подхода адсорбционной зоны и время защитного действия слоя адсорбента не изменяется при изменении его начальной температуры. Следовательно, в системах, удовлетворяющих условию (,10.56), охлаждение зернистого слоя после его термической регенерации проводить не обязательно. Это позволяет снизить продолжительность цикла, уменьшить расход газа на регенерацию и сократить металлоемкость установки. В ряде практически важных систем, например при осушке газов гидрофильными адсорбентами, условие (10.56) соблюдается на практике. [c.233] Влияние исходной концентрации адсорбтива на реализацию режимов одиночной и комбинированной волн. [c.233] Начальные и граничные условия принципиально не отличались от краевых условий в работе Лезина [61]. [c.234] Уравнения были преобразованы путем введения безразмерных переменных е и тр. По методикам, указанным выше, система уравнений с безразмерными переменными была решена численными методами на ЭВМ. Значения коэффициентов тепло- и массообмена определяли путем сопоставления результатов одного из опытов с теоретическим решением. Полученные значения были использованы в дальнейших расчетах. Авторы установили полную адекватность адиабатической модели, если коэффициенты уравнений кинетики определялись в реальном эксперименте. [c.234] Вернуться к основной статье