logo
Теплофизика в пожарном деле / Kordon - Teplotekhnika 2005

2.7.7. Равновесие многокомпонентных систем при адсорбции и ионообмене. Расчет изотермы

Принимая фактор разделения постоянным для каждого компонента, можно вывести уравнение равновесия, применимые для большого числа компонентов. Рассмотрим соотношения для одного дополнительного компонента.

Порядок расчета изотермы следующий. Для двух поглощаемых компонентов 1 и 2 определяются соответствующие значения концентраций в парогазовой фазе (Х1)0 и (Х2)0, а также значения равновесных концентраций

в твердой фазе ( q1 )0 и ( q2 )0 . Затем рассчитываются факторы разделения R1 и

R2 для каждого компонента независимо один от другого. Если в потоке присутствуют совместно оба компонента, то уравнение Лангмюра принимает вид:

 

 

 

q

 

 

 

 

 

K X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

=

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.130)

 

 

 

 

 

 

1+ K X + K

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пред

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1;(q1)0 /qпред =1−R1;

 

 

 

 

 

 

Подставляя значения X1 =(X1)0 X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2;(q2)0 /qпред =1−R2;

 

 

 

 

К1(Х1)0 = (1− R1)/ R1, а также X2 =(X2)0X

 

 

 

 

К2(Х2)0 = (1− R2)/ R2, в уравнении (2.130), получим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y =

q1

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.130)

(q )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

R

+(1−R )X

+(R

 

/

R

)(1

−R

)X

2

 

 

1 0

 

1

 

 

 

1

1

 

 

1

 

2

 

2

 

 

 

Несмотря на подобие процессов однокомпонентной адсорбции и двухкомпонентного ионообмена, для многокомпонентной адсорбции используются различные зависимости. Для таких систем общие концентрации С0 и Q являются характеристиками чистой системы, а концентрации отдельных компонентов выражаются относительно этих величин. Пусть в смеси находится три компонента – А, В и С. Безразмерные концентрации компонента А, находятся из выражений:

x

A

=

 

cA

 

=

cA

 

(2.132)

∑c

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

0

 

 

y

A

=

 

qA

=

qA

(2.133)

 

∑q

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

Аналогичные зависимости применимы для компонентов В и С.