Массопередача при адсорбции

Рассмотрим процесс в зоне массопередачи длиной . За граничные условия принимаем:

.

Количество вещества, поглощаемое в зоне массопередачи:

,

S – площадь поперечного сечения слоя сорбента.

Определим М из уравнения массопередачи.

Т.к. поверхность контакта фаз F практически неопределима, выразим М через объемные коэффициенты массопередачи:

(1)

К_YV – объемный коэффициент массопередачи;

τ_М – время прохождения фронта по зоне адсорбции;

∆у_ср – средняя движущая сила массопередачи.

(2)

n_0у – общее число единиц переноса в газовой фазе.

Приравниваем (1) и (2):

,

,

u – скорость движения фронта адсорбции, определяется экспериментально ил рассчитывается.

.

В зависимости от скорости газа, свойств адсорбента, концентрации адсорбата определяющее влияние будет оказывать либо β_YV – коэффициент внешней массоотдачи, либо β_ХV – коэффициент внутренней массоотдачи.

В качестве определяющего критерия оценки преобладающего влияния внешней или внутренней диффузии рассматривается число Био:

,

Bi ≥ 30 – скорость определяется внутренней диффузией.

Bi ≤ 0,1 - скорость определяется внешней диффузией.

k – коэффициент массопроводности.

Т.к. β_XV твердой фазе определить сложно, то большинство процессов рассмотрено для условий β_YV >> β_XV, К_YV ≈ β_YV.

При расчете процесса в движущемся слое адсорбента считают, что слой адсорбента движется навстречу газу со скоростью, равной скорости движения зоны массопередачи, а сама зона неподвижна относительно стенок. Следовательно, процессы аналогичны, применимы одни и те же зависимости.

Дата добавления: 2015-07-24