Адсорберы с неподвижным адсорбентом

Адсорберы с неподвижным адсорбентом

Продолжительность Т полного цикла в адсорбере с неподвижным слоем адсорбента складывается из времени адсорбции , времени десорбции и времени сушки и охлаждения адсорбента .

Сумма  и  - продолжительность вспомогательных операций, то есть

Для адсорбции  непрерывным способом применяют установки из нескольких адсорберов, в которых попеременно происходят адсорбция и вспомогательные процессы. Число адсорберов должно быть кратно двум. Должно соблюдаться условие

   .

Если масса адсорбента в слое равна G (кг), то количество поглощенного вещества за один цикл составит (кг)

,

где  - средняя концентрация адсорбированного вещества в начальный момент времени;

Рекомендуемые материалы

    - то же в конечный момент времени.

            М можно также определить из уравнения:

,

где  - фиктивная скорость паро-газовой смеси, м/сек;

S – площадь сечения адсорбера, м²;

- плотность смеси, кг/м².

         Приравнивая правые части, получаем:

.

         Содержание  поглощенного вещества в адсорбере изменяется во времени и по высоте слоя. Обозначим через  концентрацию поглощенного вещества в газе, поступающем на очистку; через  - минимальную концентрацию вещества в газе, которую еще можно определить.  - концентрация вещества в адсорбенте, соответствующая , причем концентрация   достигается в некий момент времени  на высоте слоя Н₁ (рис).

         В слое высотой Н₁ поглощаемое вещество адсорбировано полностью.

         Через время  от начала адсорбции концентрация поглощенного вещества в начале слоя возрастает до , причем на высоте слоя Н₂ концентрация поглощенного слоя составляет .

            К моменту времени  концентрация в начале слоя равна , близкой к , равновесной с составом поступающего газа . Концентрация адсорбента  и концентрация газа  достигаются на высоте слоя Н₀. далее сечения слоя, соответствующие концентрациям  будут перемещаться вверх, причем работать будет только слой, заключенный между сечениями. Так в момент  - рабочий слой .

         Слой высотой  (на высоте  концентрация равна ) будет отработанным, а слой Н - Н₃ еще не будет работать.

Величина, обратная скорости адсорбции u, называется коэффициентом поглотительного действия слоя и обозначается 1/u=k (сек/м). представляет собой время насыщения слоя адсорбента высотой 1 м и определяется из уравнения материального баланса:

,

где S – площадь сечения адсорбера, м²;

G – расход газа, кг/сек;

- насыпная плотность адсорбента, кг/м³.

         Зависимость времени адсорбции  от Н при Н>Н₀ выражается прямой линией, тангенс угла наклона которой равен k.

         Время поглотительного слоя выражается равенством

уравнение Н.А. Шилова

Ещё посмотрите лекцию "Индийское народное восстание 1857-59 гг." по этой теме.

            Высота работающего слоя адсорбента Н₀, м, в момент  определяется в соответствии с общим уравнением Н₀=mh, где h – высота единицы переноса, м.

            Для  определения числа единиц переноса m строят рабочую линию для момента времени . Имеем   (*).

         Подставляя значение  в уравнение  (*), получим уравнение рабочей линии для времени :

.

            Это уравнение на диаграмме - представляет прямую ОА. Участок СД, соответствующий изменению концентрации газа от  до  - рабочая линия для времени .

            Площадь сечения адсорбера , где W – скорость газа, м / сек (0,08 – 0,05);  - плотность газа.