8.3.2. Розрахунок адсорберів безперервної дії

При розгляді методів проектування стаціонарних адсорберів з рухомим шаром передбачається, що процес протікає в ізотермічних умовах і адсорбується тільки один компонент. В цьому випадку процес аналогічний абсорбції газу. Відмінність полягає лише в заміні рідкого розчинника твердим адсорбентом. Тут і далі швидкості потоків і концентрацій відноситимуться до матеріалів, що не містять розчинених речовин, а замість масової частки використовуватиметься масове відношення. Таким чином: ; ; ; .

На рис. 8.21 наведена схема протиточного адсорбера з рухомим шаром безперервної дії з видаленням одного компоненту. Показані також співвідношення між змінними.

Рис. 8.21. Розрахункова схема протиточного адсорбера

Баланс розчиненої речовини по всій колоні виражається рівнянням:

.

Аналогічно для верхньої частини колони:

.

Ці два рівняння задають робочу лінію для системи. Рівняння для верхньої частини колони може бути вирішене відносно Y:

.

Відповідна залежність Y від Х є прямою лінією з нахилом Ls/Gs і відрізком, що відсікається на осі ординат, рівним [Y₂-(L_s/G_s)X₂].

При адсорбції великих кількостей речовини істотними стають теплові ефекти. Розрахунки цих теплових ефектів дуже складні. При їх проведенні припускають, що адсорбція здійснюється з розбавленої газової суміші. По аналогії з абсорбцією масоперенос характеризують сумарним коефіцієнтом масопереносу в газовій фазі, в який входить величина площі зовнішньої поверхні, що доводиться на одиницю об’єму адсорбенту (питома поверхня контакту фаз), а_s. Швидкість перенесення розчиненої речовини для елемента висоти шару адсорбенту dZ в цьому випадку:

.

Тоді

.

Висота одиниці перенесення визначається як

,

а число одиниць перенесення виражається інтегралом

Якщо лінія рівноваги, як і робоча лінія, є прямою, то для отримання N_Y можна використовувати середні логарифмічні значення:

;

.