|
Adsorbsiya jarayonining kinetikasi.
Adsorbsiya jarayonida modda o‘tkazish 2 bosqichdan iborat bo‘ladi:
-tashqi diffuziya;
-ikchi diffuziya.
Tashqi diffuziyaning tezligi asosan jarayonning gidrodinamik holati bilan ichki diffuziyaning tezligi esa, adsorbentning tuzilishi va adsorbsion sistemaning fizik-kimyoviy xossalari bilan harakterlanadi.
Tashqi diffuziyada modda o‘tishining tezligi quyidagi tenglama yordamida aniqlanadi:
bu yerda yutilgan moddaning miqdori; vaqt, s; yutilayotgan komponentning bug‘, gaz aralashmasi hajmining konsentratsiyasi, inert gaz; yutilayotgan komponentning yuzasidagi konsentratsiyasi, inert gaz; modda berish koeffitsienti, .
Ichki diffuziyadagi paytida modda yutishning tezligi molekular diffuziya tenglamasi ifodalanadi:
bu yerda diffuziyaning effektiv koeffitsienti. Jarayon davomida ning qiymati o‘zgarmas deb olinadi.
Adsorbsiya kinetikasini ifodalaydigan kriterial tenglama aniqlash mumkin:
bu yerda Nusselt diffuziyasi kriteriysi; Prandtl diffuzion kriteriysi; Reynolds kriteriysi; tajriba yo‘li bilan aniqlanadigan doimiy qiymatlar.
Masalan, pista ko‘mir uchun ( kriterial tenglama quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi:
bu yerda
diffuziya koeffitsienti, adsorbent zarrachalarining o‘rtacha diametri, m; bug‘-gaz aralashmasining tezligi, m/s; vg –gazning kinematik qovushqoqlik koeffitsienti, m2/s.
Yuqoridagi tenglamadan topiladi.
Istalgan temperatura va bosim uchun diffuziya koeffitsienti D quyidagicha topiladi:
Yutuvchi sorbent qatlamining himoya harakati vaqti N.AShilov tenglamasi yordamida hisoblanadi:
bu yerda
Demak,
K – sorbent qatlamining himoya harakati koeffitsienti: N – sorbent qatlamining balandligi, m: h – dinamik tajriba sharoitida sorbent qatlamining ishlatilmagan balandligi, m; sorbent qatlamining himoya harakat vaqtining yo‘qotilishi yoki kinetik koeffitsienti, s.
Sorbent qatlamining himoya harakati koeffitsienti quyidagi formula orqali aniqlanadi:
bu yerda – muvozanat absorbsion hajm, kg/m3; w – tezlik, m/s; S0 – gaz aralashmasidagi yutiladigan moddaning boshlang‘ich konsentratsiyasib kg/m3.
Uzlukli adsorbsiya jarayoniningdavomiyligi yutilgan modda balansi, adsorbsiya kinetikasi va izotermasi tenglamalari sistemasini yechish orqali aniqlanadi.
Adsorbsiya izotermasi 3 qismga bo‘linadi.
a) Bu qismda adsorbsiya izotermasi to‘g‘ri chiziqli va taxminan Genri qonuni bilan ifodalanadi.
τ –adsorbsiya jarayoni davomiyligi, s, w –bug‘-gaz oqimining tezligi, m/s; N-pista ko‘mir qatlam biriligi. S0-bug‘-gaz oqimida yutiladigan moddaning boshlang‘ich konsentratsiyasi, oqim konsentratsiyasi bilan muvozanatdagi yutilgan modda miqdori, modda almashinish koeffitsienti, .
b- koeffitsient qiymati 4,3 jadvaldan qarab tanlanadi.
(4.3) jadval.
|
|
|
|
|
|
0,05
|
1,84
|
0,2
|
0,63
|
0,07
|
-0,27
|
0,01
|
1,67
|
0,3
|
0,42
|
0,8
|
-0,40
|
0,03
|
1,35
|
0,4
|
0,23
|
0,9
|
-0,68
|
0,05
|
1,19
|
0,5
|
0,09
|
|
|
0,1
|
0,94
|
0,6
|
-0,10
|
|
|
b) Adsorbsiya izotermasining ikkinchi qismi uchun ni aniqlashda ushbu tenglamadan foydalaniladi.
v) Adsorbsiya izotermasining ikkinchi qismi uchun ni topish uchun quyidagi tenglama to‘g‘ri keladi.
Modda o‘tkazish zonasining balandligi quyidagi formuladan topiladi:
bu yerda muvozanatli to‘yinishgacha ketgan vaqt; minimal sakrab o‘tish konsentratsiyasining himoya harakati vaqti; sorbentning ishlatilmagan muvozanat adsorbsion hajmi.
Qatlamning harakat tezligi ushbu formula orqali hisoblanadi.
Qurilmadagi qatlamning ishchi balandligi quyidagi formuladan aniqlanadi:
qo‘zg‘almas qatlamning modda o‘tkazish zonasining balandligi, m; o‘zgarmas koeffitsient.
O‘tkazish birligining soni konsentratsiyalar o‘zgarganda, har pog‘ona uchun alohida hisoblanadi:
Izotermaning to‘g‘ri chiziqli qismida, qatlam balandligi ushbu formuladan topiladi:
Undan tashqari N ni topishda ushbu formuladan ham foydalansa bo‘ladi:
vaqt birligida yutilayotgan modda miqdori: adsorbsiya jarayonini o‘rtacha harakatga keltiruvchi kuch:
qatlam oxiridagi katta harakatga keltiruvchi kuch.
boshqa qatlam oxiridagi kichik harakatga keltiruvchi kuch.
Do'stlaringiz bilan baham: |
