Навігація
Головна
Кінетика абсорбціїАдсорбція газових домішокМассоперенос при адсорбції домішокОчищення стічних вод адсорбцієюБіохімічна кінетика
 
Головна arrow Екологія arrow Теоретичні основи захисту навколишнього середовища
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Кінетика адсорбції

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">
data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

Процес адсорбції складається з послідовно протікають стадій дифузії молекул поглощаемого речовини з потоку газу до зовнішньої поверхні адсорбенту (зовнішня дифузія), проникнення молекул усередині пористого поглинача (внутрішня дифузія) та сорбції (конденсації) молекул на внутрішній поверхні пор.

Нестаціонарна одномірна дифузія може бути описана друга законом Фіка:

(7.70)

де х і y - концентрації компонента відповідно в твердій і газовій фазах; D e - ефективний коефіцієнт дифузії; S - поверхня, перпендикулярна напрямку потоку; d 2 y / dz 2 - похідна по градієнту концентрації в напрямку осі z.

Механізм конкретного процесу дифузії визначають на основі вивчення залежностей коефіцієнтів дифузії від тиску, температури, молекулярних мас поглощаемого речовини і газу-носія.

Рівняння кінетики адсорбції

(7.71)

де β 0 - коефіцієнт масопередачі, який виражається через коефіцієнти зовнішнього β, і внутрішнього β 2 масообміну:

(7.72)

де D * - коефіцієнт поздовжньої дифузії; ν - швидкість потоку газу.

Розрізняють стаціонарні та нестаціонарні процеси адсорбції. У стаціонарному процесі концентрація адсорбата в кожній точці шару поглинача постійна і безперервна. У практиці санітарної очистки газу найбільш поширені нестаціонарні періодичні процеси.

Для побудови робочої лінії процесу необхідно розташовувати величинами динамічної адсорбційної ємності адсорбенту xд по видобутих компонентів для заданих концентрацій адсорбенту на вході в адсорбер і виході з нього:

(7.73)

де у 0 - концентрація домішки в очищаемом газі на вході в адсорбер; ν 0 - приведена до перерізу апарату швидкість газу; τ - час захисної дії шару адсорбенту.

Необхідна висота (довжина) H шару поглинача може бути розрахована за загальним рівнянням масопередачі:

(7.74)

звідки висота шару

(7.75)

де h n = v 0 / β 0 - одиниця переносу; n y - число одиниць перенесення. Кількість одиниць перенесення визначають за формулою

або (7.76)

Тут у н, у до - початкова та кінцева концентрація адсорбтива в парогазової суміші; х н, х до - початкова та кінцева концентрація адсорбата в твердій фазі; х, у - поточна (робоча) концентрація адсорбата і адсорбтива відповідно у твердій і парогазової фазі; х *, у * - рівноважні концентрації адсорбата в твердій фазі і адсорбтива в парогазової фазі при заданих значеннях x і у (визначаються по кривій рівноваги).

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

Рівняння (7.76) зазвичай вирішують методом графічного інтегрування. Значення концентрацій забруднювача в адсорбенті, рівноважних при даній температурі з його концентраціями в газовій фазі, виражають у вигляді ізотерми сорбції. Для визначення у * (або х *) потрібно побудувати робочу лінію процесу адсорбції та ізотерму адсорбції (рис. 7.10).

Рис. 7.10. Графічне зображення ізотерми адсорбції та робочої лінії АВ

За відомою изотерме сорбції визначають кількість забруднювача, яке може поглинути адсорбент при даній температурі, якщо процес буде продовжуватися до рівноважного стану.

Константи, що входять до рівняння ізотерм сорбції, можуть бути знайдені тільки експериментально. Поки їх значення надійно визначені лише для деяких видів сорбентів і забруднювачів, тому доводиться вважати процеси адсорбції будь-яких речовин на однакових сорбентах подібними. На цій підставі ізотерму сорбції розглянутого забруднювача розраховують по емпіричному рівнянню або графіку для будь-якого з добре досліджених сполук, вважаючи його стандартним, з введенням поправки z, яку називають коефіцієнтом афінності і знаходять із співвідношення

(7.77)

де v n, v n.ст - молярний обсяги розглянутого і стандартного речовин, м 3 / кмоль.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Cхожі теми

Кінетика абсорбції
Адсорбція газових домішок
Массоперенос при адсорбції домішок
Очищення стічних вод адсорбцією
Біохімічна кінетика
 
Дисципліни
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук