固定床吸附分离过程的数值研究

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本文以固定床等温吸附过程为研究对象,根据物料衡算偏微分方程和传质速率方程,在相平衡采用兰缪尔(Langmuir)吸附方程的基础上,建立描述过程的数学模型,采用数值计算的方法求得床层出口处的透过曲线。实验中采用的是醋酸水溶液—活性炭物系,使用了计算机在线测量的技术来测定吸附质浓度。 本文推导了两种传质模型,分别是总传质系数模型和传质扩散模型。总传质系数模型以方程Kfa=Kfa0·(1-B·X)中的Kfa0和B为模型参数。传质扩散模型假定吸附颗粒为球形,内扩散传质服从费克定律,在综合考虑液相传质阻力和内扩散阻力的基础上建立模型方程,以液相传质系数kfa和内扩散系数Dc为模型参数。在不同流速、进料浓度、温度、床高、吸附剂颗粒直径下,实验测定了固定床吸附器的透过曲线。采用适当的优化方法,获得模型参数,并且对上述模型和实验透过曲线进行参数拟合。对模型参数kfa和Dc随操作条件的变化进行了讨论。最后,对各种模型进行了分析和评价。
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