Фронт адсорбции

Укажем также еще один нестационарно работающий элемент процесса, характерный для химической промышленности. Обычно нестационарно работает каждый двухфазный элемент процесса, в котором одна фаза течет через аппарат (конвективный поток), а вторая находится в неподвижном состоянии. Схема такого элемента процесса приведена на рис. 10-2. Примером может служить адсорбер с неподвижным слоем адсорбента. В аппарат колонного типа поступает поток, содержащий адсорбтив. Адсорбционное равновесие наступает медленно, причем в объеме аппарата можно различить два отдельных участка. Адсорбция начинается вблизи от входа потока, и здесь достигается равновесие между адсорбентом и потоком. На отдаленном от входа участке аппарата поток освобождается от адсорбтива (инертный газ или жидкость). Эти два участка связаны переходной зоной — так называемым фронтом адсорбции , в котором происходит резкое изменение концентрации адсорбтива она быстро уменьшается от входного значения со до нуля. Фронт адсорбции перемещается в адсорбере с определенной скоростью и доходит за определенный промежуток времени i до точки выхода потока из аппарата. Частное от деления высоты аппарата Ь на продолжительность прохождения i определяет скорость распространения фронта адсорбции [c.301]

Рнс, XIV-2, Изменение фронта адсорбции во времени. [c.569]

Принимается, что каждая поверхность работающего слоя адсорбента, перпендикулярная к направлению потока, имеет свою постоянную концентрацию. Поверхность, имеющая нулевую концентрацию целевого компонента в работающем слое, называется фронтом адсорбции. [c.91]

Как только фронт адсорбции выходит за пределы слоя адсорбента, в выходящем потоке обнаруживается целевой компонент [c.91]

Для фронта адсорбции характерна 8-образной формы кривая концентрация — время. В целом этот процесс описывается дифференциальным уравнением [c.301]

Пример 21. Рассчитать для условий примера 20 высоту слоя угля, считая скорость движения фронта адсорбции постоянной. [c.75]

Величина ис постоянна лишь на одной стадии процесса (асимптотической), но эт-а стадия является определяющей, так как другие стадии (формирование постоянного фронта адсорбции и его выход из слоя) затрагивают относительно малые периоды работы слоя. Для асимптотической стадии аналитическое решение имеет вид [c.89]

Рис. 1.4. Перемещение фронта адсорбции на неоднородной поверхности.

На рис. 162, в представлена схема распределения поглощаемых компонентов в слое адсорбента. На рисунке показан момент, когда передний фронт адсорбционной зоны бутана достиг конца слоя, а фронт адсорбции воды только что сформировался. [c.242]

Общепринятой моделью динамики адсорбции в неподвижном слое является модель фронтальной отработки слоя адсорбента [3]. После насыщения лобового слоя адсорбция вещества из потока в нем прекращается, и поток проходит этот участок без изменения концентрации. Время работы слоя до насыщения лобового участка принято называть периодом формирования фронта адсорбции. После этого начинается второй период, для которого характерна неизменная форма выходной кривой. Концентрационный фронт перемещается с постоянной скоростью вдоль слоя, что указывает на стационарный режим процесса. При этом существует область, называемая работающим слоем или зоной массопередачи, в которой концентрация падает от начальной практически до нулевой. Наличие такой зоны свидетельствует о существовании внутри- и внешнедиффузионного сопротивлений массопереносу. Инженерные методы расчета, допускающие существование стационарного фронта, широко применяются на практике. Для расчета адсорбционного аппарата в этом случае используют уравнение, описывающее время защитного действия слоя в зависимости от его длины, и общий закон массопередачи в слое. [c.69]

Н. А. Шиловым с сотр. было получено эмпирическое уравнение для режима параллельного переноса фронта адсорбции, перемещающегося с постоянной скоростью и. Согласно этому уравнению время защ,итного дей- [c.569]

Массопередача при адсорбции. В соответствии с описанным выше механизмом параллельного переноса стационарного фронта адсорбции процесс массопередачи происходит в некоторой ограниченной зоне, длина которой /р (рис. Х1У-4). Эта зона характеризуется следующими предельно возможными (граничными) условиями [c.570]

Опыт закачки раствора ПАВ в пласты показывает, что фронт адсорбции реагента в пластах растянут. В этих условиях концентрация раствора ПАВ в скважинах будет возрастать медленно. Лабораторные исследования показывают, что при скоростях фильтрации, поддерживаемых при заводнении нефтяных залежей, зона адсорбции превышает область предельной адсорбции в 10 раз и более. В промысловых условиях зону адсорбции можно определить, пробурив оценочную скважину рядом с нагнетательной. Наблюдая за концентрацией раствора в оценочной и следующей за ней добывающей скважинах, можно по трем точкам установить изменения во времени концентрации ПАВ в водном растворе. [c.79]

Рис. У-4. Формирование стационарного фронта адсорбции.

Скорость движения слоя адсорбента должна быть в несколько раз больше скорости движения фронта адсорбции в неподвижном слое в режиме параллельного переноса (см. рис. 4.12), определяемой по уравнению (4.71). Общее число единиц переноса может быть вычислено графическим интегрированием либо путем построения ступеней изменения концентрации. Число единиц переноса, соответствующее ступени изменения концентрации [c.202]

Постоянная скорость движения фронта. Широко распространен приближенный метод расчета, основанный на предположении постоянства скорости перемещения со временем всех точек профиля концентрации (фронта адсорбции или десорбции). Метод применим к адсорбции при выпуклой кривой равновесия и к десорбции при вогнутой равновесной кривой. В этом случае допущение о постоянной скорости движения фронта соблюдается достаточно точно. При адсорбции скорость фронта и в случае нулевой начальной концентрации сорбента определяется по уравнению [c.162]

Если пропустить какое либо вещество через слой адсорбента в адсорбере определенных размеров (диаметр, высота), то динамика адсорбции может быть представлена следующим образом (рис. 5.7). Слой адсорбента, к которому осуществляется перенос адсорбируемых молекул потока жидкого или газообразного вещества, называется зоной массопереноса (ЗМП), или фронтом адсорбции. Концентрация адсорбированного вещества от входа до выхода из зоны переноса колеблется от начальной концентрации Сд в потоке, до концентрации С , получаемой после обработки. [c.206]

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]

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]

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]

Рис. 47. Изменение фронта адсорбции во времени (Касаткин А. Г., 1971, с. 600, рис. Х1У-2).

При бесконечно большой скорости обмена проскок вещества в последующие слои сорбента происходил бы только после полного насыщения предыдущих. Однако ввиду конечной скорости массопередачи распределение извлекаемого вещества по высоте слоя происходит плавно, с образованием фронта адсорбции (рис. 47). На рисунке приведены кривые распределения относительной концентрации (С/Со) поглощаемого иона по длине I неподвижного слоя ионита (т1 начала процесса). Согласно опытным данным, по истечении определенного времени профиль фронта обмена становится практически неизменным. После этого он переносится по направлению потока с постоянной скоростью ш. Очевидно, что к—Х/гю. Скорость гг можно найти аналитическим путем [c.162]

Допуская, что во все моменты времепп равновесие достигается мгновенно, и принебрегая влиянием диффузии, Де Вольт [6] и Вейс [47] независимо друг от друга вывели уравнения для расчета режима адсорбции одного растворенного вещества в адсорбционной колонне. Скорость движения фронта адсорбции, отнесенная к единице объема,, дается уравнением [c.155]

И этого уравнения видно, что когда п приближается к единице (линейная изотерма), скорость продвижения вниз фронта адсорбции н колонне почти не зависит от кон-центрациы и зависимость скорости продвижения от концентрации становится наибольшей, когда /2—>0. Скорость продвижения фронта адсорбции возрастает с увеличением концентрации, когда п < 1, как это обычно имеет место. [c.155]

Если бы скорость поглощения была бесконечно большой, то адсорбция в последующих слоях происходила бы только после полного насыщения предыдущих. Однако скорость массопередачи конечна и распределение адсорбтива по высоте слоя происходит плавно, с образованием так называемого фронта адсорбции. Изменение фронта адсорбции во времени схематично показано на рис. ХУ1-2, где приведены кривые распределения относительной концентрации У адсорбтива в газе (или растворе) по длине / неподвижного слоя адсорбен га, причем т, < Тз < Х ,. . . . . . < т , где X, — время, протекшее от начала процесса. Согласно опытным данп1,1м, по истечении некоторого конечного промежутка времени профиль фронта адсорбции становится практически неизменным (см. рис. Х1У-2). Время работы слоя до насыщения его лобового участка в периодическом процессе адсорбции называется периодом формирования фронта адсорбции и обозначается через Хф. [c.568]

По окончании первого периода формирования фронта адсорбции в неподвижном слое адсорбента начинается второй период — параллельного переноса стационарного фронта адсорб-ц и и, который характеризуется перемещением неизменного профиля кон-цептраций по ииправлению потока с некоторой постоянной скоростью и (см. рнс. Х1У-2). [c.568]

Зависимрсть времени защитного действия т р от длины слоя I в период формирования фронта выражается плавной кривой (рис. Х1У-3), которая затем в период параллельного переноса фронта адсорбции переходит в прямую линию. [c.569]

Технология редких металлов в атомной технике (1974) -- [ c.162 ]

Технология редких металлов в атомной технике (1971) -- [ c.162 ]

Основные процессы и аппараты Изд10 (2004) -- [ c.568 ]

Процессы и аппараты химической промышленности (1989) -- [ c.394 ]

Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 8 (1971) -- [ c.599 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология