Процесс - динамика - сорбция
Cтраница 3
Задача общей количественной теории динамики сорбции и хроматографии сводится к установлению самых общих закономерностей распределения веществ в сорбционных, хроматографических колонках в процессе динамической сорбции независимо от конкретных физико-химических механизмов сорбции. С этой целью составляются в общем виде системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс динамики сорбции, и даются общие решения этих уравнений. [31]
Близким к статистическому методу описания динамики сорбции является метод теоретических тарелок, или послойный метод. Хроматографическую колонку рассматривают как совокупность некоторого числа элементарных конечных слоев сорбента, а сам процесс динамики сорбции - как прерывистый процесс сорбции из прерывисто передвигающейся от слоя к слою порции подвижной фазы. Метод теоретических тарелок был применен А. [32]
При феноменологическом подходе в решении задач динамики сорбции исходят из основного допущения, что процесс динамики сорбции является непрерывным процессом. Сорбент рассматривается как некоторая проницаемая для жидкости или газа фаза, в которой непрерывно и равномерно распределена сорбционная активность сорбента. [33]
В уравнении кинетики сорбции (11.27) оставлены только переменные величины. При этом предполагается, что все другие физические факторы, от которых зависит сорбция, остаются в процессе динамики сорбции постоянными. [34]
Конечно, роль вида изотермы в случае динамики сорбции смеси веществ имеет более сложный характер. Здесь должно сказываться влияние двух взаимосвязанных факторов: 1) форма изотермы будет предопределять сорбируемость компонентов смеси, а отсюда и ход их взаимного сорбционного вытеснения в процессе динамики сорбции; 2) от формы изотермы будет зависеть характер движения различных участков сорбционных фронтов. [35]
Необходимо более широкое применение численных методов, реализуемых на ЭВМ, для решения смешанно-кинетических задач динамики с произвольными краевыми условиями для изотерм любого вида; математическое моделирование и анализ средствами прикладной математики новых, более сложных сорбционных систем; внедрение упрощенных ( агрегированных) моделей, в том числе послойной, для расчета динамики смесей ( как в изотермических, так и в неизотермических условиях и с дополнительными химическими ш другими взаимодействиями); расчет процессов динамики сорбции с учетом технологических особенностей, оптимизация режимов и сжш. [36]
В развиваемой здесь общей теории приближенного расчета хроматограмм на основе использования послойного метода вводятся два новых положения по сравнению с прежними теориями. Во-первых, предполагается, что послойный метод может быть применен для расчета хроматограмм любого типа; во-вторых, допускается возможность отсутствия условий равновесия в элементарных слоях. Таким образом, теория охватывает многие процессы динамики сорбции как в равновесных, так и в неравновесных условиях. [37]
На основе этого представления о действии двух противоположно направленных факторов можно выдвинуть физическую предпосылку о том, что на некоторой асимптотической стадии динамики сорбции должно произойти взаимное уравновешивание этих факторов. Размытие фронта будет скомпенсировано его сжатием, в результате чего произойдет стабилизация фронта, установится движение стационарного фронта, перемещающегося вдоль колонки с постоянной скоростью в режиме параллельного переноса. Отметим, что здесь мы опять привлекаем представление о стадийности процесса динамики сорбции. [38]
 |
К теории динамики сорбции смеси веществ. [39] |
Ведь согласно условиям задачи вещества смеси имеют различную сорбируемость. Именно различная сорбируе-мость компонентов смеси веществ - первопричина различной скорости движения и распределения веществ в сорбционной колонке в процессе динамики сорбции. [40]
Послойный метод расчета хроматограмм находится в начале развития, и его возможности, конечно, далеко не исчерпаны. Вполне естественно, что при разработке этого метода для проведения первых конкретных расчетов в качестве исходных условий задач хроматографии были взяты простейшие. Для упрощения решения задач допускалось, что продольная диффузия отсутствует и распределение веществ между сорбентом и раствором ( или газом) в процессе динамики сорбции может быть в первом приближении рассчитано по уравнениям изотерм сорбции. [41]
При этом слой неподвижной фазы рассматривается как совокупность последовательно соединенных элементарных ступеней ( тарелок), на каждой из которых устанавливается межфазовое равновесие. Хотя теория тарелок и объясняет, почему профиль хроматографичес-кой зоны в случае линейной изотермы распределения для достаточно больших времен элюирования приближается к форме гауссовской кривой, однако она не позволяет непосредственно связать размывание с параметрами хроматографического опыта. Дальнейшее свое развитие тарелочная теория получила за рубежом в работах Майера [73], Глюкауфа [74 - 75] и Винка [76] и в исследованиях советских авторов [77-80], однако, вследствие указанного выше формального характера, она все больше уступает свои позиции теории скоростей, существенный вклад в которую сделан Жуховицким с сотрудниками [81 - 83] и Томасом [84], изучавшими процесс динамики сорбции вещества слоем зерненого материала из потока инертного газа. В работе [82] приведено полное решение для процесса, лимитируемого внешнедиффузионной кинетикой при линейной изотерме адсорбции. Отметим, что внутридиффузионные задачи в динамике сорбции еще в середине и конце тридцатых годов исследовались Викке [85] и Дам-коллером [86], причем было показано, что предложенный механизм хорошо описывает опыты при низких давлениях, при повышенном же давлении процесс, видимо, начинает контролироваться внешней диффузией. [42]
Для полного формулирования задачи динамики сорбции необходимо еще, кроме дифференциальных уравнений, задать начальные и граничные условия. Граничные условия определяют эти функции на границах системы в целом, а также на границах между фазами. В зависимости от конкретных физических условий, в которых находится система, начальные и граничные условия могут быть самыми разнообразными. Развитие процесса динамики сорбции однозначно зависит от начальных и граничных условий. [43]
 |
Равновесная динамика сорбции при линейной. [44] |
Согласно классификации уравнений в частных производных это уравнение является уравнением в частных производных второго порядка параболического типа. Таким образом, ни при каких условиях в процессе динамики сорбции при действии продольных эффектов невозможно возникновение фронта динамики сорбции с разрывом функции распределения. [45]
Страницы: 1 2 3 4