Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 166 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

166
где w
г
– скорость парогазовой смеси, отнесенная к свободному сечению слоя
адсорбента, м/с; μ
г
- динамическая вязкость газа, Па
.
с; ε
н
- порозность непод-
вижного слоя адсорбента;
d
э
- эквивалентный диаметр зерна адсорбента, м; D
-
коэффициент молекулярной диффузии, м
2
/с.
Объем слоя адсорбента
V
ад
определяют по формуле
V
ад
= H
.
S
сл
. (4.90)
Продолжительность τ (с) процесса адсорбции определяют в зависимости
oт вида изотермы адсорбции.
1) Если изотерма адсорбции выражена линейной зависимостью (точка
Y
н
находится в первой области изотермы адсорбции), то изотерма адсорбции
приближенно отвечает закону Генри:
τ
1/2
= (X
*.
H/w
г
.
Y
н
)
1/2
– b(X
*
/β
y
.
Y
н
)
1/2
, (4.91)
где
Y
н
- начальная концентрация адсорбируемого вещества в парогазовом по-
токе, кг/м
3
; X* - равновесное количество адсорбированного веществa, кг/кг
(принимается по изотерме адсорбции и умножается на насыпную плотность
адсорбента);
Н - высота слоя адсорбента, м; b - коэффициент, определяется
по справочным данным.
2) Если зависимость между концентрацией газа и количеством погло-
щенного вещества является криволинейной (вторая область изотермы ад-
сорбции):
τ = (X
*
/w
г
.
Y
н
){H – w
г
/β
y
[(Y
1
*
/Y
н
)
.
ln([Y
н
/Y
к
] - 1) + ln([Y
н
/Y
к
] - 1)]}. (4.92)
Здесь
Y
1
*
- содержание вещества в газовом потоке, равновесное с коли-
чеством, равном половине вещества, максимально поглощаемого адсорбен-
том при данной температуре, т.е. при
X
max
*
/2, кг/м
3
.
3) Если количество вещества, поглощаемого адсорбентом, достигает
предела и остается постоянным (третья область изотермы адсорбции):
τ = (X
*
/w
г
.
Y
н
){H – w
г
/β
y
[ln(Y
н
/Y
к
) – 1]}. (4.93)
4.2.7. Десорбция поглощенных примесей
Адсорбционные процессы носят циклический характер, т.к. необходима
периодическая регенерация насыщенных целевыми компонентами поглоти-
телей.
Процесс извлечения адсорбированного вещества из адсорбента называ-
ется
десорбцией. Освобожденный от поглощенного вещества адсорбент мо-
жет быть использован вторично. Процесс десорбции ведут, используя повы-
шение температуры, вытеснение адсорбата лучше сорбирующимся вещест-
вом, снижение давления или комбинацию этих приемов.
При
термической десорбции насыщенный адсорбент нагревают путем
прямого контакта с потоком водяного пара, горячего воздуха или инертного
газа, либо нагревают через стенку с подачей отдувочного инертного газа. Ин-
тервал температур 100…200
°С обеспечивает десорбцию целевых компонен-
тов, поглощенных активными углями, силикагелями и алюмогелями. Для де-
где wг – скорость парогазовой смеси, отнесенная к свободному сечению слоя
адсорбента, м/с; μг - динамическая вязкость газа, Па.с; εн - порозность непод-
вижного слоя адсорбента; dэ - эквивалентный диаметр зерна адсорбента, м; D
- коэффициент молекулярной диффузии, м2/с.
      Объем слоя адсорбента Vад определяют по формуле
                  Vад = H.Sсл.                                   (4.90)
      Продолжительность τ (с) процесса адсорбции определяют в зависимости
oт вида изотермы адсорбции.
      1) Если изотерма адсорбции выражена линейной зависимостью (точка Yн
находится в первой области изотермы адсорбции), то изотерма адсорбции
приближенно отвечает закону Генри:
          τ1/2 = (X*.H/wг.Yн)1/2 – b(X*/βy.Yн)1/2,                       (4.91)
где Yн - начальная концентрация адсорбируемого вещества в парогазовом по-
токе, кг/м3; X* - равновесное количество адсорбированного веществa, кг/кг
(принимается по изотерме адсорбции и умножается на насыпную плотность
адсорбента); Н - высота слоя адсорбента, м; b - коэффициент, определяется
по справочным данным.
      2) Если зависимость между концентрацией газа и количеством погло-
щенного вещества является криволинейной (вторая область изотермы ад-
сорбции):
    τ = (X*/wг.Yн){H – wг/βy[(Y1*/Yн) .ln([Yн/Yк] - 1) + ln([Yн/Yк] - 1)]}.     (4.92)
               *
      Здесь Y1 - содержание вещества в газовом потоке, равновесное с коли-
чеством, равном половине вещества, максимально поглощаемого адсорбен-
том при данной температуре, т.е. при Xmax*/2, кг/м3.
      3) Если количество вещества, поглощаемого адсорбентом, достигает
предела и остается постоянным (третья область изотермы адсорбции):
          τ = (X*/wг.Yн){H – wг/βy[ln(Yн/Yк) – 1]}.                      (4.93)

                     4.2.7. Десорбция поглощенных примесей

     Адсорбционные процессы носят циклический характер, т.к. необходима
периодическая регенерация насыщенных целевыми компонентами поглоти-
телей.
     Процесс извлечения адсорбированного вещества из адсорбента называ-
ется десорбцией. Освобожденный от поглощенного вещества адсорбент мо-
жет быть использован вторично. Процесс десорбции ведут, используя повы-
шение температуры, вытеснение адсорбата лучше сорбирующимся вещест-
вом, снижение давления или комбинацию этих приемов.
     При термической десорбции насыщенный адсорбент нагревают путем
прямого контакта с потоком водяного пара, горячего воздуха или инертного
газа, либо нагревают через стенку с подачей отдувочного инертного газа. Ин-
тервал температур 100…200°С обеспечивает десорбцию целевых компонен-
тов, поглощенных активными углями, силикагелями и алюмогелями. Для де-


                                         166

Страницы