Toshkent kimyo -texnologiya

Adsorbsiya jarayonining dinamikasi
Adsorbsiya dinamikasi bilim sohasi sifatida fazalar bir-biriga nisbatan harakat qilganda gaz aralashmalari tarkibiy qismlarining vaqt va hajm bo'yicha fazalararo taqsimlanishini o'rganadi.
Shunday qilib, adsorbsiya hodisasi qattiq yoki suyuq fazaning boshqa suyuq faza yoki gaz bilan chegarasida rivojlanadi .­
Vaqtning dastlabki momentida adsorbentdagi adsorbat konsentratsiyasi nolga teng, kiruvchi oqimdagi adsorbat konsentratsiyasi esa doimiy, ya'ni. gazning bir qismini adsorbent qatlami bilan to'ldirilgan ustunga kiritishning dastlabki momentida, frontaldan tashqari qatlamning barcha kesimlarida adsorbat kontsentratsiyasi nolga teng.
Gaz oqimi adsorbent qatlamidan o'tganda (rasm), dastlab faqat h _{o balandlikdagi pastki qatlam} ishda ishtirok etadi , u tezda muvozanatga yaqin holatga to'yingan. Bu qatlamda olingan moddaning dastlabki konsentratsiyasi nolga tushiriladi .

Adsorbsiya jarayonining mexanizmi

Frontal qismdagi (frontal qatlam) adsorbentning elementar hajmi adsorbat tarkibini oshiradi , gazning kiruvchi qismidagi adsorbat konsentratsiyasi keyingi elementar hajm (qatlam) bilan aloqa qiladi. Adsorbentning uchinchi, to'rtinchi va shunga o'xshash elementar hajmlari bilan doimiy aloqada bo'lgan gazning bir qismi uning butun qatlamidan o'tadi. Shu bilan birga, adsorbat konsentratsiyasi tobora pasayib, chegarada nolga yaqinlashadi.

Shunday qilib, gazlar adsorbentning keyingi qatlamlaridan o'tganda, ifloslantiruvchi kontsentratsiyasi grafik ravishda 1 egri chiziq bilan ifodalangan ma'lum qonunga muvofiq ­va ma'lum balandlikda h _{1 kamayadi.} nolga aylanadi. Bundan tashqari, toza gaz balandligi (H - h ₁ ) bo'lgan sof adsorbent qatlami orqali ­filtrlanadi .
Muayyan vaqtdan so'ng, adsorbentning to'yinganligi to'lqini h ₂ balandlikka etadi va ifloslangan gazlar H balandlikda ifloslantiruvchi moddadan butunlay chiqariladi , ya'ni . adsorbent qatlamidan chiqishda ( ­2-egri). Qatlamning chiqish joyidagi gazlardagi ifloslantiruvchi kontsentratsiyasi oldindan belgilangan o'tish qiymati P (egri 3) ga yetganda, adsorbsiya jarayoni tugaydi. Bunday holda, adsorbentning to'yinganlik to'lqini h _{3 balandlikka etadi} va u ­regeneratsiyaga yuboriladi.
o'tish paytida gaz fazasini adsorbentdan to'liq tozalashni ta'minlash zarur bo'lsa, keyingi gaz ta'minoti to'xtatilishi kerak . Bunday holda, adsorbsion quvvatning bir qismi kam ishlatiladi. U simmetriya omili (ph) bilan aniqlanadi:

konsentratsiya egri chizig'i bilan ajratilgan maydonlarning ishchi qatlamidagi nisbatiga ko'ra:

Gaz oqimidan nopoklikni olishda chiqish egri chizig'i
qattiq adsorbent to'shakda

Adsorbentning massasi bilan bog'liq bo'lgan yorilish momentigacha so'rilgan adsorbat miqdori adsorbentning xususiyatlaridan biri bo'lib, qatlamning dinamik adsorbsion sig'imi deb ataladi. Adsorbentning dinamik adsorbsion qobiliyatining nisbati qatlamning adsorbsion qobiliyatidan foydalanish darajasi (a) deyiladi. Bu qiymat butun adsorbent qatlamining balandligi (L) va ishchi qatlam balandligi (L _{0 )} nisbati bilan ham aniqlanadi :

.
Qatlamning himoya ta'siri vaqti va uning balandligi o'rtasidagi bog'liqlik Shilov formulasi bilan aniqlanadi:
,
statsionar sharoitda 1 sm balandlikdagi adsorbent qatlami bilan adsorbentni to'liq ushlab turish vaqtini ko'rsatadigan himoya ta'sir koeffitsienti ;
t ₀ - sorbsion frontning hosil bo'lishida himoya harakatining vaqtini yo'qotish.
Ishchi qatlamning qiymati (L ₀ ) chiqish egri chizig'idan aniqlanadi, bu vaqt o'tishi bilan adsorbent qatlami orqasida nopoklik konsentratsiyasining oshishini aks ettiradi (rasm). Hisoblash uchun Michaels - Treibk formulasidan foydalaniladi :
,
qatlam orqasida ajralish kontsentratsiyasi paydo bo'lish momenti ( t _pr ) va maksimal (muvozanat) kontsentratsiya paydo bo'lish momenti ( t _r ) o'rtasidagi vaqt farqi.
Ishchi qatlamning balandligi adsorbsion jarayonning muhim ko'rsatkichi bo'lib, u adsorbent qatlamining sig'imining tugash darajasini belgilaydi. Oqim tezligining oshishi, adsorbentning dastlabki kontsentratsiyasi , jarayon harorati va don diametri ishchi qatlam balandligining oshishi bilan birga keladi. Shuningdek, sorbsiyaning yomonlashuvi bilan ortadi adsorbtiv . Ishchi qatlamning balandligiga adsorbent molekulalarining adsorbent mikrog'ovaklariga kirib borish tezligi katta ta'sir ko'rsatadi, bu esa, o'z navbatida, molekulalar va g'ovaklarning o'lchamlari nisbatiga, shuningdek, molekulalarning yo'nalishiga bog'liq . teshiklarning og'ziga yaqinlashadi. Adsorbsiya jarayonining dinamik xususiyatlarini yaxshilash uchun ba'zi hollarda bitta adsorbentning ikki qatlamli zaryadi qo'llaniladi. Gaz oqimi adsorber orqali o'tadi, uning chiqishi kirish qismiga qaraganda nozikroq donali sorbentni o'z ichiga oladi. Bu teng jarayon ko'rsatkichlari bilan qatlamning gidravlik qarshiligini kamaytirish imkonini beradi.