Фронт сорбции

Опыты изучения характера флуктуаций скорости в слое были описаны в работе [11]. Картина распределения скоростей в зернистом слое получалась фиксацией продвижения фронта сорбции. Замеры производились в цилиндрическом аппарате (D = 185 мм) с внутренней центральной трубкой (Dj, == 62 мм). Высота слоя зерен была Я<. я 135 мм. Опыты проводили с зернами двух форм шарообразной при = 5,9 мм цилиндрической диаметром 7,2 мм и длиной 7,4 мм. Число Рейнольдса Re = = 3-н7. Фиксировалось распределение скоростей в плане (рис. 10.4, а и б) и время т продвижения фронта сорбции в наружных рядах зерен (рис. 10.4, в), характеризующее распределение линейной скорости в этих рядах. Для устранения пристеночного эффекта при обработке данных [c.272]

Рис. 30. Результаты расчета выходной кривой по уравнению О. М. Тодеса и В. В. Рачинского для случая параллельного переноса фронта сорбции катионов калия в колонке с сульфоуглем в Н-форме (по А. Т. Давыдову и Ю. А. Толмачевой [65])

В установке [94] можно измерять и распределение средних локальных скоростей по сечению колонны. Продувку НгЗ ведут до первого проскока, т. е. до потемнения первых зерен верхнего ряда. После этого процесс останавливают и приступают к последовательному снятию рядов зерен с фиксацией распределения темных пятен в каждом последовательно обнаженном ряде. В результате получается картина относительных локальных высот фронта сорбции и пропорциональных им линейных скоростей, напоминающая несколько географическую карту горной местности (рис. II. 16). [c.76]

Форма изотермы адсорбции в зависимости от начальных условий и направления движения потока является фактором, способствующим сжатию или расширению перемещающегося но зернистому слою фронта сорбции. [c.219]

Рис. II. 15 показывает, как по развертке изохрон продвижения фронта сорбции можно измерять значения с/ w по участкам. Из обработки этих данных следует, что средние значения v (а, следовательно, и й) от участка к участку остаются неизменными не изменяется также и стандартный разброс локальных значений и и и внутри каждого участка, составляя - 15%. Для более узкой трубки с D n = 47 мм, где обращалось особое внимание на равномерность упаковки, этот разброс оказался ниже -4,5%. [c.83]

При Ьэф = О скорость движения точек фронта сорбции ис определяется скоростью потока V и производной изотермы сорбции [c.89]

Параллельное расположение выходных кривых служит признаком наличия стационарного фронта сорбции. [c.105]

Режим параллельного переноса фронта сорбции и уравнение Шилова справедливы, как уже отмечалось выше, для многих случаев адсорбции в неподвижном слое. Для реализации этого режима необходимо существование двух эффектов, один из которых способствует сжатию фронта сорбции, другой — его расширению. Природа каждого из эффектов часто имеет второстепенное значение. [c.223]

Выходные кривые могут быть использованы для определения ширины фронта выходной кривой ДУ (определяется графически по разности точек Д1/ = 1/ =о,э — <р=о,1) й ширины фронта сорбции Ах (рис. 30). Связь между этими величинами дается соотношением [c.105]

В рассмотренных опытах А. Т. Давыдова и Ю. А. Толмачевой [65 ] изучался обмен ионов водорода в сульфоугле на ионы калия. Полученные ими результаты свидетельствуют, что теория, развитая О. М. Тодесом и В. В. Рачинским [59—61 для случая параллельного переноса фронта сорбции, достаточно хорошо объясняет наблюдаемые на опыте закономерности обмена одновалентных ионов в динамических условиях. [c.107]

В. В. Рачинским [62] и С. М. Рустамовым [45] получен следующий общий вид уравнения движения стационарного фронта сорбции при обмене разновалентных ионов [c.107]

Распределение концентраций в любой из фаз, достигнутое к некоторому моменту времени, часто называют фронтом сорбции, или сорбционной волной, а ее изменение во времени рассматривают как перемещение фронта сорбции. [c.208]

Перемещение фронта сорбции по зернистому слою может быть явлением стадийным (например, размытое распределение преобразуется в прямоугольное ) при этом на каждой из стадий проявляется действие своих характерных законов. [c.219]

Для стадии параллельного переноса фронта сорбции возможно аналитическое решение систе.мы (10.19). Оно осуществляется путем замены двух координат х, т) одной координатой z, начало которой перемещается вместе с фронтом сорбции. Связь мел ду исходными координатами и новой координатой дается уравнением [c.220]

Рассмотренный механизм образования стадии параллельного переноса фронта сорбции приводит также к известному уравнению Шилова [44], которое записывается следующим образом [c.221]

Передвижение сформировавшегося фронта сорбции по слою адсорбента (а) и выходная кривая (б). [c.221]

Линейная изотерма, адсорбция и десорбция. Как и в предыдущем случае, режим параллельного переноса не устанавливается, т. е. протяженность фронта сорбции непрерывно увеличивается. [c.223]

Выпуклая изотерма, адсорбция. Очевидно, в данном случае существуют предпосылки, необходимые для возникновения режима параллельного переноса фронта сорбции на асимптотической стадии процесса. Конечная скорость массообмена вызывает растяжение фронта сорбции, выпуклая изотерма способствует его сжатию. Таким образом, зависимость времени защитного действия слоя от высоты его будет описываться уравнением Шилова. [c.224]

Неясно, однако, в какой степени этот вывод справедлив для стадии формирования фронта сорбции. В работе [10], в частности, экспериментально показано, что учет продольной диффузии не вносит существенных корректив при определении мгновенного распределения концентраций. [c.229]

Изучение влияния относительной влажности газовоздушной смеси и содержания влаги в сорбенте позволяют в значительной мере аргументировать переход от четырехфазного процесса адсорбции сероуглерода в неподвижном слое адсорбента к двухфазному, из которого полностью исключены стадии сушки и охлаждения угля. Как показали промышленные испытания на Калининском комбинате химического волокна, при некотором изменении конструкции аппаратуры (применение адсорберов с паровой рубашкой) после стадии десорбции газовоздушная смесь, имеющая относительную влажность 50—60%, при 40—60 °С может быть подана в слой активного угля, прошедшего только стадию десорбции перегретым паром. При этом процесс очистки протекает достаточно эффективно. Фронт тепловой волны опережает передвижение фронта сорбции, уголь охлаждается непосредственно в стадии очистки, одновременно происходит его подсушка с 5 — 20% до требуемого уровня влажности, т. е до 6—8% (масс.). [c.287]

Кинетическим сопротивлением переносу вещества из газовой фазы к фронту сорбции является сопротивление отработанного насыщенного слоя. [c.181]

Постоянство коэффициента В требует соблюдения условия что дает закон движения фронта сорбции. [c.182]

Положение фронта сорбции д может быть связано с текущим временем отработки приравниванием количества целевого компонента, поглощенного элементарным слоем йх, количеству, диффундирующему через отработанный слой за время йх. Для сферы [c.183]

Запишем балансовое и кинетическое соотношения применительно к элементу псевдоожиженного слоя 1 (рис. 4.31). Количество целевого компонента, поступающего в единицу времени на твердые сферические частицы в предположении их послойной отработки можно записать в виде произведения суммарной поверхности фронта сорбции внутри частиц в объеме Н <11, коэффициента диффузии О через насыщенный слой отработанной зоны, средней концентрации адсорбтива в газовой фазе в пределах рассматриваемого элемента и градиента у поверхности фронта сорбции [c.226]

Этот поток приводит к изменению положения фронта сорбции [c.226]

Невозможность прямого измерения средней локальной скорости внутри зернистого слоя потребовала разработки удобных косвенных методик. Такой удобный метод был разработан Аэровым и Умник [94] на основе визу- ального наблюдения за продвижением фронта сорбции в зернистом слое. Еще Шилов [95] показал, что при продувании через зернистый слой сорбента воздуха, содержащего сорбирующуюся примесь, после небольшого начального участка устанавливается так называемый режим параллельного переноса. При этом фронт поглощения примеси продвигается вдоль сорбента со скоростью о, прямо пропорциональной скорости потока газа и и меньшей последней в отношение концентрации примеси в газе к ее равновесной концентрации в объеме зерен сорбента. [c.75]

Рис. п. 15. Развертка изо-хрон фронта сорбции. [c.75]

В — фронт С01Й1Л изменением величины насыщения сорбента от максимальной ДО нуля 0 —яшток колонки, содержащий отработанный сорбент A L — участок котики, твдкржащий работающий слой сорбента L — нижняя граница слоя сорбо>1 IV. по достижении которой фронтом сорбции (точка В) [c.17]

С момента сформирования насыщенного слоя сорбция происходит при режиме параллельного переноса фронта сорбции. Дальнейщее пропускание исходного раствора приводит к тому, что по всей толще сорбента достигается полное насыщение, т. е. наступает равновесие. С этого времени концентрация фильтрата становится равной концентрации исходного раствора. [c.161]

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]

Линейная изотерма, адсорбция и десорбция. Отсутствие эффектов, способ-ствуюш их сн атию фронта сорбции, приводит к его расширению, пропорциональному 1/Т, в сипу конечного значения кинетического коэффициента. [c.227]

В монографии [17] приведены асимптотические решения рассматриваемой задачи для уравнения внутренней диффузии, заданного в виде второго закона Фика. Качественно распределения концентраций в рассматриваемом случае ведут себя так же, как фронт сорбции при размываюгцем эффекте продольной диффузии. [c.228]

Решение более сложной задачи изотермической динамики сорбции смесей, не связанной с допущениями о параллельном переносе фронтов сорбции, было получено лишь в последнее время в работе Фролова и Лезина [65]. Применительно к двухкомнонентной смеси система уравнений состояла из двух уравнений баланса и двух уравнений кинетики сорбции дс1 да/ дс [c.235]

Очевидно, что для стадии параллельного переноса фронта сорбции в силу постоянства его профиля, вторые моменты распределения концентрации во времени не зависят от высоты слоя. т. е. одинаковы. Если за начало отсчета временп принять появление проскоковой концентрации за слоем адсорбента, то будут одинаковы и первые моменты раснределения. В то же время для стадии формирования параллельного фронта М,- —> (гД и — г-й момент для стадии параллельного перемеш ения фронта и его формирования при увеличении высоты слоя). [c.238]

Температурный режим адсорбера в адиабатических условиях при исходной концентрации двуокиси углеродаЮ% (об.) и скорости потока 0,6 л/(см -мин) представлен на рис. 19,3. Максимальный разогрев элементарных слоев цеолитов независимо от их даленности от лобового слоя составляет 65 °С. ( моменту проскока ббльшая часть слоя цеоли-ч нагрета до температуры выше 40 °С. Перенос 1ла газовым потоком, нагретым в лобовых слоях, 1В0ДИТ к опережению фронта сорбции тепловым юитом, в результате чего температура в слое началу адсорбции двуокиси углерода уже на З выше исходной температуры адсорбента. [c.399]

В общем случае для реп1еиия системы уравнений (Vni-7)L— (Vni-11) необходимо привлекать численные методы расчета с использованием ЭВМ. В частном случае линейной изотермы ионного обмена стадию сорбции можно рассчитывать по соотношению (V-35), а также по рис. V-7. При выпуклой изотерме обмена, эквивалентной изотерме Лэнгмюра (УП1-5), образуется стационарный фронт сорбции, и процесс обмена можно рассчитывать по соотношению типа (V-36). [c.219]

Методы расчета динамики обмена смесей в плотном слое с использованием ЭВМ рассмотрены в монографиях [12, 13]. В практических расчетах процесс обмена смесей часто сводят к задаче о проскоке наименее сорбируемого иона в фильтрат. Смесь ионов, извлекаемых из воды, распределяется вдоль колонны таким образом, что первым движется фронт сорбции наименее слабо сорбирующегося иона и этот ион проходит в фильтрат до того, как начнут проходить в фильтрат остальные компоненты смеси. При обессоливапии сточных вод ионообменный фильтр отключают на регенерацию уже после проскока первого иона (Na+ через Н+-катионитовый фильтр или С1" через ОН -анионитовый фильтр). Динамика обмена при этом приближенно может быть рассчитана как динамика обмена противоионов смолы на ионы Na+ (или С1 ). [c.219]

Для получения обессоленной воды содержание ионов Na- в воде, поступающей на ОН -фильтр, загруженный слабоосновной смолой, должно быть менее 0,2 г-экв/м . Слабоосновные смолы поглощают двухзарядные ионы S04 значительно сильнее, чем однозарядные анионы хлора. Поэтому при работе анио-ннтового фильтра до проскока анионов SO4 в слое анионита последовательно протекают два процесса. На первой стадии, за-поршающейся проскоком анионов хлора в фильтрат, в смоле осуществляется обмен ОН -ионов на анионы S04 " и С1 . На второй стадии, начинающейся после проскока анионов С1 , фронт сорбции ионов S04 перемещается по слою ионита в результате вытеснения ранее сорбированных ионов хлора, т. е. >па этой стадии протекает обмен между ионами S04 и С1 . В результате ионы Н+, находящиеся в Н+-катионированной воде, не нейтрализуются и фильтрат содержит свободную соляную кислоту. Таким образом, Н+-катионированную воду можно фильтровать через анионит только до завершения стадии ОН -обмена, т. е. до тех пор, пока pH фильтрата не начнет падать. При работе двух последовательно включенных ОН -филь-тров, фильтр I ступени может работать до проскока ионов [c.224]

Для получения обессоленной воды содержание ионов Na- в воде, поступающей на ОН -фильтр, загруженный слабоосновной смолой, должно быть менее 0,2 г-экв/м . Слабоосновные смолы поглощают двухзарядные ионы S04 значительно сильнее, чем однозарядные анионы хлора. Поэтому при работе анио-ннтового фильтра до проскока анионов SO4 в слое анионита последовательно протекают два процесса. На первой стадии, за-поршающейся проскоком анионов хлора в фильтрат, в смоле осуществляется обмен ОН -ионов на анионы S04 " и С1 . На второй стадии, начинающейся после проскока анионов С1 , фронт сорбции иопов S04 перемещается по слою ионита в результате вытеснения ранее сорбированных ионов хлора, т. е. >па этой стадии протекает обмен между ионами S04 и С1 . В результате ионы Н+, находящиеся в Н+-катионированной воде, не нейтрализуются и фильтрат содержит свободную соляную кислоту. Таким образом, Н+-катионированную воду можно фильтровать через анионит только до завершения стадии ОН -обмена, т. е. до тех пор, пока pH фильтрата не начнет падать. При работе двух последовательно включенных ОН -филь-тров, фильтр I ступени может работать до проскока ионов S04 , а фильтр II ступени — до проскока С1 -ионов, т. е. до тех пор, пока фильтрат остается нейтральным. Такое разделение смеси анионов 504 " и С1 целесообразно, так как позволяет использовать более высокую обменную емкость анионообменных смол при поглощении сульфатов и при регенерации анионитовых фильтров создает возможность утилизации отрабо-та1шых растворов, содержащих практически индивидуальные соли —сульфат аммония (или натрия) и хлорид, которые более выгодны для утилизации. [c.224]

Зависимость (4.75) является уравнением движения концентрационных точек фронта сорбции и ирк известном виде функции ср позволяет рассчитать распределение сорбируемого вещества вдоль слоя адсорбента для различных моментов времени. Величина W представляет собой скорость перемещения вдоль слоя сорбента заданной концентрации с. Все точки фронта движутся со скоростью, меньшей, чем скорость газа. [c.194]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология