Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 162 стр.

     Выделим в неподвижном адсорбенте элементарный слой с площадью
поперечного сечения S и высотой dz (рис. 4.12), через который движется газ
со скоростью w. Газ входит в элемент при концентрации с, а выходит при
                       ∂C
концентрации С +           dz . Концентрация сорбируемого вещества в адсорбен-
                        ∂z
                                                ∂a
те за время dτ изменится от a до (a +               dτ ). Количество сорбируемого ве-
                                                ∂τ
щества, входящее в элемент за время dτ , составляет
                   Mz = w.C.S.dτ,                                 (4.67)
а количество выходящего сорбируемого вещества
                        _
                            dC
          M z + dz = w(C +      dz ) S dτ .                              (4.68)
                            dz
     За время dτ в элементе сорбируется следующее количество вещества:
                                        dC . .
             dM= Mz – Mz+dz = - w           dz S dτ.                 (4.69)
                                         dz
     Это же количество сорбируемого вещества в элементе может быть вы-
ражено через изменения его концентраций в адсорбенте и в газовой фазе
элемента за время dτ :
                      ∂a . .          ∂C
             dM =        ∂τ S dz+ ε       ∂τ S dz .                  (4.70)
                      ∂τ              ∂τ
     Общий материальный баланс по сорбируемому веществу в элементе за
время dτ без учета продольного перемешивания газового потока выражается
уравнением
                              _                _
            ∂C           ∂a             ∂C
        −w     S dz dτ =    S dz dτ + ε    S dz dτ .                (4.71)
            ∂z           ∂τ             ∂τ
или окончательно
               _         _        _
             ∂a       ∂C    ∂C
                =−ε      −w     ,                     (4.72)
             ∂τ       ∂τ     ∂z
где ε – порозность адсорбента.
     Равенство (4.72) называют дифференциальным уравнением материаль-
ного баланса периодического процесса адсорбции в слое неподвижного ад-
сорбента.

                             4.2.6. Кинетика адсорбции

    Процесс адсорбции складывается из последовательно протекающих ста-
дий диффузии молекул поглощаемого вещества из потока газа к внешней по-
верхности адсорбента (внешняя диффузия), проникновения молекул внутри
пористого поглотителя (внутренняя диффузия) и сорбции (конденсации) мо-
лекул на внутренней поверхности пор.
    Нестационарная одномерная диффузия может быть описана вторым за-
коном Фика:
                                         162