Материальный баланс адсорбции.

Характер протекания процесса во времени зависит от того, проводится процесс периодически или непрерывно. Для периодических процессов – адсорбент неподвижен, непрерывных – движется (псевдоожиженный или плотный слой).

В аппаратах с неподвижным слоем адсорбента поток сплошной фазы, содержащий адсорбтив, периодически проходит через зернистый слой адсорбента.

При составлении материального баланса для этого случая упростим задачу: допустим, что сплошная фаза движется в режиме МИВ в изотермических условиях.

Рассмотрим элемент слоя, имеющий площадь поперечного сечения S и высоту dx:

- объем сплошной фазы εSdx (ε- пористость),

- объем дисперсной фазы (1-ε)Sdx,

- с - концентрация адсорбента в сплошной фазе,

- ст - концентрация абсорбента в дисперсной фазе.

 

 

х выход из элемента

dx

 
 


вход в элемент

конвективный поток диффузионный поток

абсорбтива абсорбтива

 

 

Сплошной поток (газ) входит в элемент при концентрации абсорбтива с, а выходит при концентрации . При этом реализуется конвективный поток в элемент:

 

; (6.4)

 

молекулярный поток в элемент:

 

. (6.5)

 

Сумма молекулярного и конвективного потоков в элемент будет равна скорости изменения массы целевого компонента в данном объеме (в элемент):

 

(6.6)

 

Сокращаем на Sdx получим:

 

(6.7)

 

Полученное уравнение справедливо (6.7) для МИВ, но в реальных условиях это не выполняется. Поэтому D меняем на DL – коэффициент продольного перемешивания.

При использования концентрации в твердой фазе Х выраженной в кг/кг чистого абсорбента, последнее уравнение принимает вид:

 

(6.8)

 

Здесь ст , - насыпная плотность твердой фазы кг/м3.

В последнем уравнение два неизвестных Х(х,t) и с(х,t), поэтому для получения замкнутой системы уравнений уравнение материального баланса дополняют уравнением кинетики:

 

(6.9)

 

где f- удельная внешняя поверхность твердой фазы м23 с-коэффициент массопередачи

К уравнениям материального баланса (6.8) и кинетики (6.9) необходимо добавить уравнение изотермы адсорбции:

 

(6.10)

 

Система уравнений (6.8) – (6.10) описывают процесс адсорбции в аппаратах с неподвижным слоем адсорбента.

 






Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 548; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.022 сек.