小颗粒吸附固定床中液体轴向扩散研究.pdfVIP

第 36 卷　第 2 期 . 36　 . 2 ( ) V o l N o 厦门大学学报 自然科学版 　1997 年 3 月 ( ) M ar. 1997　 Jou rn a l o f X iam en U n iver sity N atu ra l Scien ce ① 小颗粒吸附固定床中液体轴向扩散研究 高浩其　曹志凯　陈　夷 ( 厦门大学化工系　厦门　36 1005) 摘要　测定了小颗粒固定床吸附器中的液体轴向扩散系数, 提出轴向扩散系数与颗粒大小和 流速的关联式, 证明了有吸附存在时该关联式仍然适用. 说明了小颗粒低流速时轴向扩散对传递过 程的影响不可随意忽略, 尤其在吸附作用较弱时. 关键词　轴向扩散, 固定床, 小颗粒填料, 吸附 中国图书分类号　TQ 028. 3 当流体流经固定床时, 由于各种非理想因素的作用将产生轴向扩散. 轴向扩散的存在会 影响传质速率, 降低分离和反应的效率. 液固系统的轴向扩散历来没有引起人们足够的重视, [ 1 ] 往往简单地认为彼克列数 P e 在 0. 5～ 1 之间 , 工程设计中也常将其忽略. 实际上, 尽管固定 床中的液体轴向扩散对传递过程的影响不像带搅拌的设备中那样可能会 占主要地位, 但并非 可以随意忽略, 尤其是流速较小和吸附较弱时. 本文实验测定了小颗粒低流速条件下固定床 中的液相扩散系数, 讨论其对传递过程的影响. 1　研究理论与方法 在固定床某处作一输入, 其下游必有一应答, 此应答包含了输入溶质在固定床中颗粒间、 颗粒内运动和吸附、反应等一系列过程的全部信息. 原则上说, 分析该应答可以同时得到床内 轴向扩散系数 L 、吸附平衡常数 、粒内扩散系数 s 和粒外液膜传质系数 f 等参数. 对于球 D K D k 形颗粒吸附剂, 过程方程组可写成 2 ( ) C C C 3 1- 　　　 - · - - = 0 ( 1) D L x 2 u x t R p N 0 qr qR p 　　　 = ( ) = ( - ) (2) N 0 D s R kf C r p D a 2 qr 2 qr qr 　　　 ( + ) =