6.1.3. Тривалість адсорбції

Розраховують час поглинання адсорбтиву до проскоку . Тобто тривалість процесу адсорбції.

Тривалість адсорбції визначається за допомогою рівнянь, вигляд яких залежить від типу ізотерми адсорбції і діапазону зміни концентрацій адсорбтиву у газовій фазі в процесі адсорбції, тобто заданих початкової і кінцевої концентрації. Припустимо, що ізотерма адсорбції має вигляд, показаний на рис. 6.3.

Рис. 6.3. Графічне зображення ізотерми адсорбції.

Умовно її можна поділити на три ділянки: 1- залежність зміни концентрації адсорбтиву в газовій фазі від зміни його концентрації в твердій фазі прямолінійна (ізотерма адсорбції приблизно відповідає закону Генрі); 2 - криволінійна; 3 – автомодельна область, в межах якої кількість речовини, що поглинається адсорбентом досягає певної границі та залишається величиною сталою.

Тривалість адсорбції під час періодичного процесу визначається розв‘язком системи рівнянь, що містить рівняння балансу поглинутої речовини, рівняння кінетики адсорбції і рівняння ізотерми адсорбції.

Розв’язок системи таких рівнянь дає можливість отримати розрахункові залежності для визначення тривалості адсорбції. Таким чином, для розрахунку тривалості адсорбції потрібно побудувати ізотерму; визначити, в межах якої ділянки знаходяться задані початкова та кінцева концентрації адсорбтиву у газовій фазі, і вибрати відповідне рівняння.

а) для першої ділянки, де ізотерма адсорбції вважається прямолінійною і наближено відповідає закону Генрі, використовують рівняння:

(6.19)

де - тривалість адсорбції, с; w_г – фіктивна швидкість парогазового потоку, м/с; Н_ш – висота шару активованого вугілля, м; - початкова концентрація адсорбованої речовини (адсорбтиву) в парогазовому потоці, кг/м³; - кількість адсорбованої речовини (адсорбату) в твердій фазі, рівноважної з концентрацією потоку , кг/м³; - об’ємний коефіцієнт масовіддачі, с^-1.

Значення коефіцієнта b приймають відповідно до значень з табл. 6.1.

Таблиця 6.1.

б) Для другої ділянки ізотерми адсорбції використовують рівняння:

, (6.20)

де ; - вміст речовини в газовому потоці, що є рівноважним з половиною кількості від максимально адсорбованого заданим адсорбентом, тобто рівноважне з , кг/м³.

в) Для третьої ділянки ізотерми адсорбції, де кількість речовини, що поглинається адсорбентом, досягає границі та є величиною сталою:

(6.21)