8.3.3 Кинетика адсорбции

Рассмотрим рисунок 8.24а. Газовый поток с начальной концентрацией у_н поглощаемого вещества непрерывно подается в неподвижный слой адсорбента. Через некоторое время на начальном участке слоя адсорбента поглощение практически прекращается из-за насыщения адсорбента поглощаемым веществом. Сорбирующиеся вещества «проскакивают» через этот слой, и зона адсорбции перемещается в следующие слои. Изменение фронта адсорбции изображено на рисунке 8.24б.

На рисунке 8.24:

U – скорость перемещения фронта адсорбции;

h₀ – участок слоя адсорбента, на котором происходит изменение концентрации от у_н до концентрации, соответствующей началу «проскока».

, (8.38)

Рисунок 8.24 – Движение фронта адсорбции по слою адсорбента

где – число единиц переноса в газовой фазе;

– объемный коэффициент массопередачи.

Как уже говорилось выше, при процессе адсорбции существуют две области: внутридиффузионная и внешнедиффузионная. Процесс протекает в той или иной области в зависимости от значения критерия Био (Вi_d). Если значение Вi_d ≥ 30, то скорость процесса определяется скоростью массопроводности внутри зерна адсорбента. Если значение Вi_d ≤ 0,1, то скорость процесса зависит от скорости массопередачи в газовой фазе.