Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Концентраційний фронт та вихідна крива як характеристики сорбційного процесу
При вивченні та реалізації на практиці сорбційних процесів важливим є аналіз зміни концентрацій компонентів у фазах сорбенту та розчину. Розподіл компоненту вздовж шару сорбенту та в розчині описують функціями, які називаються концентраційними фронтами [ front – передня сторона ] (кривими, хвилями): С=f(X), , де С та - концентрації компонентів в сорбенті та розчині; Х - координата системи в напрямку якої відбувається переміщення розчину.f та φ – функції. С=f(X) – зміна концентрації розчину при проходженні крізь шар сорбенту певної товщини Хо. - зміна заповнення (концентрації) у фазі сорбенту при проходженні порції розчину крізь шар сорбенту певної товщини Хо. За початок відліку Х приймаються точки на площині, що відповідають верхньому рівню шару засипки сорбенту (Х=0).
Схема пропускання розчину Довжина від часу (Шилов)
Для всіх шарів довше Хі час роботи пропорційний товщині шару сорбенту: t=k*Х, t зростає від 0 до постійного значення. k – коефіцієнт захисної дії = tg a= часу захисної дії з Х=1 см. Саме на цій ділянці формується фронт сорбції (поглинання) перед подальшим паралельним пересування його вздовж по шару. Це призводить до деякої втрати загального часу захисної дії у порівнянні з прямою лінією. Час визначається графічно, продовжують пряму лінію до пересікання з віссю ординат (to). Тоді час за рівнянням Шилова буде дорівнювати: Якщо розчин пропускати крізь сорбент з заданою швидкістю, час захисної дії можна виразити в об'ємах очищеного розчину, або – у витраті частини сорбційної ємності сорбенту.
Схематичне зображення концентраційного фронту
Відповідні криві - перша порція, друга тощо, коли пряма – остання порція, виснажений сорбент, розчин проходить його без змін у складі. Ділянка хвилі (відстань по координаті Х від її максимуму(Сmax) в сторону зростання Х - називається переднім концентраційним фронтом; ділянка хвилі до точки Сmax - називається заднім концентраційним фронтом. Аналогічно розглядається для фази сорбенту. Важлива характеристика концентраційного фронту - його ширина - відстань по координаті Х від точки з ординатою, що відповідає (Сmin+ΔC) до точки (Сmax- ΔC), де ΔC - мала, задана величина. Х1Х2 - ширина заднього концентраційного фронту, Х3Х4 - переднього. Ширина фронту визначає довжину працюючого шару сорбенту та дозволяє аналізувати процес. В крайньому випадку залишиться одна зона з високим градієнтом концентрацій (за фізичним змістом роботи фільтру неприпустимо, аби зони з високими концентраціями обганяли зони з низькими концентраціями.
Одночасна наявність обох концентраційних фронтів (переднього та заднього) у технологічних процесах необов'язкова. Так, в процесі сорбції важливу роль грає практично тільки передній фронт, а при регенерації (десорбції сорбованої домішки, яка відбувається шляхом пропускання відповідного регенераційного розчину) - тільки задній. Іноді при регенерації утворюється тил фільтрування. Концентраційні фронти можна умовно розбити на 2 ділянки: Х1 характеризується перемінною концентрацією речовини і Х2 - у межах якого концентрація домішки в розчині і сорбенті постійні. Довжина Х2 відповідає рівновазі між розчином і сорбентом, довжина Х1 визначає ширину концентраційного фронту. Положення концентраційного фронту описується математичною залежністю.
Задній та передній концентраційні фронти У більшості випадків концентраційні фронти недоступні безпосередньому спостереженню. Замість них звичайно спостерігають зміни концентрації розчину на виході з шару сорбенту як функції об'єму чи часу. Відповідні залежності називаються вихідними кривими: Сi=f1(V), де V- об'єм розчину, який вийшов з шару сорбенту. Інакше кажучи, виражають залежність концентрації компоненту, що поглинається, на виході з шару сорбенту від обсягу пропущеного розчину. За різницею концентрацій в розчині на вході та виході з сорбенту можна розрахувати і концентрацію компоненту в фазі сорбенту, в зв'язку з тим, що визначення концентрацій в твердих фазах дуже ускладнене. Якщо фільтрування йде з постійною швидкістю, то справедливе рівняння Сi=f2(τ)- тобто об'єм пропорційний часу, а, отже, і концентрації.
Два типи вихідних кривих: залежність концентрації від об’єму або від часу
Динамічний метод одержання вихідних криви х - через шар сорбенту пропускають порції розчину і відбирають проби фільтрату на виході. В кожній пробі визначають концентрацію компоненту, що поглинається і будують вихідну криву.
Статичний метод одержання вихідних криви х – певна кількість сорбенту та розчину знаходяться в контакті, через певний час відбирають проби фільтрату та визначають концентрацію. За допомогою вихідної кривої можна визначити: ПОЄ (повну обмінну ємність) –площина, віднесена до всього об'єму фільтрату; РОЄ (робочу обмінну ємність або ємність до проскоку) – площина, віднесена до об'єму фільтрату до проскоку; відповідно їх відношення показує ступінь використання сорбенту - можна порівнювати; кількість обробленого розчину, час появи певної концентрації на виході з шару сорбенту. Вихідні криві м.б. подані для різноманітних умов: різні швидкості протікання розчину Розрахунок вихідної кривої полягає у визначенні функцій f1 та f2 - С від Х (безрозмірна довжина) чи Т (безрозмірний час). Багатокомпонентна суміш (послідовні стадії розподілення сорбованих іонів в сорбенті в різні моменти часу та відповідні вихідні криві С=f(V).
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; просмотров: 171; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.117.227.194 (0.007 с.) |