Сорбционные процессы

Общий подход. 
Если концентрация примеси в потоке значительна, то 
ее адсорбция сопровождается выделением тепла, что приводит к увеличению 
температуры потока и адсорбента. Адсорбция приобретает характер 
неизотермического 
процесса. В пренебрежении потерями тепла в 
окружающую среду и теплообменом со стенкою адсорбера можно говорить о 
а
диабатическом процессе, или динамике адиабатической адсорбции. 
Очевидно, что изотермический процесс – это предельный случай процесса 
адиабатического, при котором тепловыделения в слое пренебрежимо малы. 
Поэтому все допущения модели изотермической, кроме особенностей 
тепловыделения и теплообмена, распространяются на модель адиабатической 
сорбции. Общая запись ее такова: 
W(∂C/∂x) + ∂X/∂t + ∂C/∂t = 0 
Wh(∂T
g
/∂x) + H(∂T
a
/∂t) + h(∂T
g
/∂t) + ∆H(∂X/∂t) = 0 
X = X(C*, T
a
)
(М.5) 
∂X/∂t = β
0
(C –C*)
∂T
a
/∂t=α
0
(T
g
-T*
g
)
Первое уравнение этой модели – уравнение материального баланса 
адсорбата. По записи оно не отличается от аналогичных уравнений 
предшествующих моделей. Второе уравнение – тепловой баланс; в отличие 
от аналогичного уравнения модели (М1), оно содержит слагаемое, которое 
отвечает приходу тепла в результате адсорбции. Характеристикой этого 
источника является теплота адсорбции - ∆Н (кДж/г). Третье уравнение – 
политерма равновесной адсорбции. Она представляет собой семейство 
изотерм адсорбции, отвечающих разным температурам. Вид изотерм в этой 
задаче обычно не рассматривается. Но скрыто предполагается, что все они 
являются выпуклыми. Четвертое и пятое уравнения – это соответственно 
уравнения кинетики сорбции и теплообмена. Все параметры и переменные, 
которые входят в систему (М5), кроме ∆Н, были определены в ранее 
рассмотренных моделях. 
Начальные условия: t = 0, 0 ≤ x ≤ L, C = X =0, T
g
= T
a
= T
n
. 
Граничные условия: t > 0, x = 0, C = C
0
, X = X(C
0
, t), T
g
= T
g0
, T
a
= T
a
(t). 
Многие параметры, входящие в систему (М5), зависят от температуры. 
К ним относятся скорость потока, теплоемкости, коэффициенты изотерм 
адсорбции, коэффициенты уравнений массо- и теплопередачи. Поэтому 
базовая система (М5) обычно дополняется соотношениями, учитывающими 

---

48 
зависимости параметров от температуры. Полная система, описывающая 
адиабатическую 
адсорбцию, 
приобретает 
громоздкую 
форму. 
Ее 
аналитическое решение невозможно. В литературе представлены 
немногочисленные лримеры численных решений модели (М5).