ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Динамика периодической адсорбции из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" Насыщение первого ряда частиц адсорбента происходит с падающей скоростью, так как по мере приближения к предельному значению йр непрерывно уменьшается движущая сила процесса. Отрезок времени 0, в течение которого достигается предельное насыщение первого ряда частиц, называется периодом формирования фронта адсорбции. Начиная с момента т = То (с высоты в работающей зоне слоя адсорбента создается определенное распределение концентраций в обеих фазах и эта зона (фронт адсорбции) перемещается с постоянной скоростью, оставляя позади себя нарастающую зону насыщенного адсорбента. Очевидно, что при определенной высоте слоя Н = Н- Н.2, газ уйдет с концентрацией поглощаемого компонента == 0. При Н 3 - - Яг конечная концентрация О, т. е. в потоке газа (или жидкости) наблюдается проскок поглощаемого компонента. Отрезок времени т от момента входа потока в слой адсорбента до его выхода из слоя с концентрацией = О (до начала проскока) называется временем защитного действия. На рис. ХП1-6, б приведена кривая, характеризующая изменение относительной концентрации поглощаемого компонента в потоке с/с по высоте слоя адсорбента или во времени. Эта кривая называется выходной кривой. [c.628] Как видно из рис. ХП1-6, а, средняя концентрация адсорбента в слое, достигнутая к моменту проскока йд а , величина йд называется динамической активностью, или е м-костью, адсорбента. [c.628] Зависимость времени защитного действия х от высоты слоя адсорбента Я применительно к изотерме адсорбции первого типа (см. рис. 1Х-П, й) была определена Н. А. Шиловым. Постулируя постоянство скорости перемещения фронта адсорбции хю и мгновенное поглощение адсорбируемого компонента, можно выразить количество накопленного адсорбата в слое высотой Я и площадью сечения / за время т следующим уравнением, (1 —ед) йр/Я = = откуда % = [йр/Я (1 — ео)]/йУС . [c.628] Сопоставляя уравнения (ХП1.4) и (ХП1.4а), находим взаимосвязь потери времени защитного действия т —и высоты слоя, неиспользованного в процессе периодической адсорбции То = кИ. [c.629] Легко видеть, что коэффициент к выражает время перемещения фронта адсорбции на единицу высоты работающего слоя. Следовательно, для определения величины к достаточно зафиксировать в опыте две высоты Н 2 и Щ, соответствующие двум произвольным отрезкам времени и так как к = 1 —Очевидно, 1/к выражает скорость перемещения фронта адсорбции. [c.629] Уравнение Шилова базируется, как видно из предыдущего, на существенных допущениях, поэтому оно применимо лишь для приближенных расчетов при проектировании промышленных адсорбционных установок результаты этих расчетов обычно требуют корректировки на основе опытных данных. [c.629] Располагая опытной изотермой равновесия Яр = f (с), можно рассчитать время т методом графического интегрирования. Как видно из этого уравнения, время защитного действия псевдоожиженного слоя адсорбента, как и неподвижного слоя, пропорционально высоте последнего. При этом потеря времени защитного действия псевдоожиженного слоя равна нулю, так как в результате интенсивного перемешивания все частицы адсорбента имеют одинаковую концентрацию адсорбата и, следовательно, отсутствует послойная отработка адсорбента. Данное положение справедливо для газовой адсорбции в случае адсорбции из жидкостей вследствие менее интенсивного перемешивания зерен адсорбента наблюдается некоторая потеря времени защитного действия. [c.630] Заметим, что интенсивное перемешивание твердых частиц и равенство их концентраций в объеме псевдоожиженного слоя, как во всех процессах межфазного массообмена, обусловливают определенную потерю движущей силы в сравнении с противотоком взаимодействующих фаз (или при одной неподвижной фазе). По этой причине псевдоожижеиный слой уступает неподвижному слою адсорбента как по динамической адсорбционной способности, так и по времени защитного действия, особенно при низких концентрациях плохо адсорбирующихся веществ. Этот недостаток может быть, очевидно, устранен путем секционирования слоя. Напомним, что метод псевдоожижения предъявляет высокие требования к механической прочности адсорбентов, главным образом, к их сопротивляемости истиранию. [c.630] Вернуться к основной статье