Основные положения адсорбции

         Согласно основным положениям массопередачи, равновесные соотношения при адсорбции должны выражать зависимость между концентрацией адсорбированного твердым телом вещества и равновесной концентрацией поглощаемого вещества и парогазовой смеси.

         На основании положений химической термодинамики равновесные соотношения при адсорбции выражаются следующим образом

где  - концентрация поглощенного адсорбентом вещества в кг/кг адсорбента;

р – равновесное давление поглощаемого вещества в паро-газовой смеси в кгс/м²;

  - равновесная концентрация  поглощенного вещества;

k, n, a, b, A, B – константы, определяемые опытным путем.

          Адсорбенты характеризуются статической и динамической активностью. После некоторого периода работы адсорбент перестает полностью поглощать извлекаемый компонент  и наблюдается проскок компонента через слой адсорбента. С этого момента концентрация компонента  в отходящей паро-газовой смеси возрастает до наступления равновесия.

Рекомендуемые материалы

          Количество вещества, поглощенного единицей массы адсорбента за время от начала адсорбции  до начала “проскока”, определяет динамическую активность сорбента.

          В процессе адсорбции может выделяться значительное количество тепла. Теплота адсорбции [в ккал/(кмоль)] может вычисляться по формуле:

,

где Р₁ и Р₂ – равновесные давления поглощаемого вещества над адсорбентом, соответствующие абсолютным температурам Т₁ и Т₂.

          Процессы адсорбции проводятся периодически или непрерывно. Материальный баланс такого процесса выражается уравнением для всех процессов массопередачи:

,

где G – расход паро-газовой фазы или раствора;

L – расход адсорбента в кг активной части в ч;

   - рабочие концентрации адсорбируемого вещества в паро-газовой фазе в кг/кг;

     - рабочие концентрации адсорбируемого вещества в адсорбенте в кг/кг адсорбента.

Процесс перемещения поглощаемого вещества при адсорбции описывает уравнение для систем с твердой фазой:

.

Однако, при расчете процессов адсорбции обычно используется основное уравнение массопередачи

,

в котором принимают, что =.

Величины коэффициентов массоотдачи   можно определять по следующим уравнениям:

 - для зернистого адсорбента при ламинарном движении:

;

- при турбулентном движении:

.

        В этих уравнениях определяемым геометрическим размером в критериях  и является эквивалентный диаметр d_экв.

         Для мелкозернистого адсорбента в кипящем слое

,

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

  - вязкость паровоздушной смеси, нс/м²;

     - коэффициент массоотдачи 1/с;

Ещё посмотрите лекцию "Классификация рекламных кампаний по срокам проведения" по этой теме.

     d – средний диаметр зерна, м;

- коэффициент диффузии в газовой фазе, м²/сек.

         Аппараты, предназначенные для проведения процессов адсорбции, называют адсорберами. По условиям работы их разделяют на:

- с неподвижным адсорбентом;

- с движущимся зернистым адсорбентом;

- с псевдосжиженным пылевидным адсорбентом.