КОНЦЕПТУАЛЬНО НОВА МОДЕЛЬ КОРОТКОЦИКЛОВОЇ АДСОРБЦІЇ

Abstract

У статті описано нову математичну модель короткоциклової безнагрівної адсорбції (КБA) у вигляді набору концентраційних хвиль, що проходять через шар адсорбенту. Отримано аналітичне рішення для проходження власних концентраційних хвиль через довільний шар адсорбенту. Це дозволяє знаходити аналітичні рішення для концентраційного сигналу довільної форми, який проходить через адсорбуючий шар. Для цього необхідно розкласти вхідний концентраційний сигнал в набір власних хвиль даного адсорбційного шару та отримати рішення для кожної з власних концентраційних хвиль на виході з цього шару адсорбенту. Далі всі рішення для власних концентраційних хвиль об’єднуються. Це і є рішенням проблеми проходження концентраційного сигналу довільної форми через шар адсорбенту. Такий підхід придатний для розрахунку будь-яких періодичних адсорбційних процесів і дає змогу врахувати змінну концентрацію компонентів на вході в адсорбційний шар і нестаціонарну дифузію всередині зерен адсорбенту. Хвильовий підхід до аналізу періодичних адсорбційних процесів дає пояснення ефективності роботи сучасних установок КБA. В статті наведено аналіз отриманих рішень для установок КБA, призначених для виробництва кисню з повітря. Сформульовано умови, необхідні для високоефективної роботи установок КБA. Наведені результати розрахунків для різних марок цеолітів, що дозволяють оптимізувати вибір цеоліту для заданих умов роботи установки КБA.