ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Массообмен в фильтрующем слое из "Динамика процессов в тепло- и массообменных аппаратах " Из обширного класса задач массобмена в фильтрующем слое будут рассмотрены те, кинетика протекания которых определяется скоростью доставки веществ, участвующих в обмене, к поверхности твердого тела. Диффузия вещества внутри твердой частицы принимается для таких задач существенно более интенсивной по сравнению с внешним массоподводом, что позволяет считать однородным поле концентраций в объеме частицы. [c.85] 153] обработаны данные по выделению ионов меди, находящихся при низкой концентрации в растворе серной кислоты, при помощи органических обменников, причем адсорбирующий слой по своему действию был приравнен к регенератору, в котором нагретая жидкость проходит сквозь зе рнистый слой. [c.85] Кинетика процесса поглощения газа из потока Воздуха, проходящего через слой зернистого материала, широко распространенная задача (Л. 47, 125, 126, 189]. Газовоздушная смесь, содержащая определенную кон-цент рацию вещества, способного поглощаться твердыми частицами, у которых это вещество в начале процесса отсутствует, проходит через слой. Требуется определить концентрацию t и количество поглощенного вещества в единице веса адсорбента 0 как функции времени и положения. Процесс поглощения вещества рассматривается обычно как физическая адсорбция. [c.86] Уравнение (4-42), строго говоря, отвечает стационарному процессу. Сделаем предположение, общее для большинства работ скорость установления стационарного процесса намного меньше скорости переходного процесса. Это делает возможным применить уравнение (4-42). Отказавшись от диффузионного члена в уравнении (4-40) (т. е. считается, что продольная диффузия в потоке пренебрежимо мала по сравнению с диффузией вещества к адсорбирующей пове рхности путем конвекции, аналогичное предположение делается в большинстве задач теплообмена) и вводя безразмерные переменные, исходные уравнения сводятся к уравнениям (3-9) и (3-10). [c.87] Простой перегруппировкой членов ряд (4-45) можно привести к виду (4-11). [c.88] Форма записи решения системы уравнений (3-9) и (3-10) в виде ряда становится в последнее время все более популярной [Л. 56—58, 75, 108]. Структурная простота ряда и легкость выполнения операций интегрирования и дифференцирования открывают большие возможности для широкого исследования динамики различных систем тепло- и массообмена. [c.88] Все решения системы уравнений (3-9) и (3-10) с условиями однозначности (3-М), полученные различными авторами, отличаются друг от друга только формой записи. Удобство применения той или иной формы определяется конкретными условиями задачи. [c.88] Для вычисления интеграла вероятностей егГ(л ) имеются подробные таблицы. [c.88] В работах по массообмену, в частности адсорбции, как цравило, не принимают во внимание влияние температуры на процесс. Между тем лишь в очень редких случаях адсорбция не сопровождается тепловым эффектом. Изменение температуры неизбежно ведет к переходу на новую изотерму адсорбции, т. е. к изменению скорости процесса. [c.88] При длительном протекании адсорбции скорость ее при больших температурах может сильно снизиться [Л. 200]. Так как процесс адсорбции чаще всего сопровождается выделением тепла и адсорбируемый газ в большинстве установок подается в гцрячем состоянии, то с течением времени температура поднимается до значительной величины. Слой адсорбента поэтому должен периодически охлаждаться. [c.89] Химическая адсорбция в отличие от физической предполагает не простое поглощение вещества, а обмен ионами с потоком жидкости. Ниже будут обсуждены некоторые работы по кинетике ионного обмена между сло- м цеолита (твердое вещество, способное обмениваться юнами с раствором) и потоком жидкости, несущим рас-/воренное вещество. [c.89] Аналогичное уравнение записывается и для анионного обмена. [c.89] Как и для случая физической адсорбции, баланс массы можно записать с помощью уравнения (4-40), пренебрегая цродольной диффузией ионов, а уравнение скорости обмена имеет вид (4-41). Точно так же считается, что при взаимодействии медленно движущегося потока жидкости с пористым цеолитом определяющим при малой концентрации обмениваемого иона в массо-обмене является сам процесс ионного обмена, а доставка ионов к поверхности раздела и диффузия их внутрь твердого тела не ограничивают скорости реакции. [c.89] Простейший вид функции f (4-42) определяется реакцией первого порядка, скорость которой пропорциональна разности действительной концентрации вещества в растворе и равновесной концентрацией в цеолите. Большинство известных теоретических работ сделано именно для этого случая. Уравнение (4-42) удовлетворительно описывает скорость поглощения ионов из слабоконцентрированного раствора. Такой случай анализировался в Л. 16], где рассматривалась обменная адсорбция щелочных металлов в микроколичествах. [c.90] Экспериментальная часть работы [Л. 16] посвящена проверке некоторых допущений, обычно принимаемых при выводе дифференциальных уравнений коэффициент распределения 6 не зависит от концентрации адсорбированного вещества, влияние продольной и поперечной диффузии пренебрежимо мало, градиент кон-цент1рации адсорбированного вещества в цеолите отсутствует и др. Выявлено влияиие на процесс ионного обмена толщины слоя, скорости движения раствора и ряда других факторов. [c.90] Установлена хорошая согласованность между экспериментальными значениями коэффициентов распределения и полученным комбинированным экспериментальнотеоретическим методом. [c.90] Различные авторы упрощают уравнение (4-46) и дают таким образом решение для частных случаев. [c.91] Томасу Л. 233] удалось решить неукрощенную задачу, поэтому на его результатах следует остановиться более подробно. [c.91] Уравнение (4-54) тляется квазилинейным, т. е. линейным только относительно высшей производной. Г. Томас эффектным приемом привел (4-54) к линейному виду. [c.92] Соотношения (4-58) и (4-59) являются краевыми условиями уравнения (4-56). Решение этого уравнения находится по методу Римана. [c.92] Вернуться к основной статье