Комп’ютерне прогнозування процесів «фільтрування-регенерація» швидких конусоподібних адсорбційних фільтрів з кусково-однорідними пористими завантаженнями

Анотація

Для прогнозування процесів «фільтрування-регенерація» швидких конусоподібних адсорбційних фільтрів з кусково-однорідними пористими завантаженнями сформовано математичні моделі їх основних технологічних режимів: фільтрування, зворотньої промивки, хімічної регенерації та прямої промивки з урахуванням впливу температурних ефектів на внутрішню кінетику масопереносу при дотриманні сталих швидкостей відповідних режимів. Враховуючи, що у режимі фільтрування конвективні складові тепло- і масоперенесення та фізична і хімічна адсорбція переважають над вкладом дифузії й фізичної десорбції, у режимі хімічної регенерації конвективні складові тепло- і масоперенесення та фізична і хімічна десорбція переважають над вкладом дифузії й фізичної адсорбції, а у режимах зворотньої та прямої промивок конвективні складові тепло- і масоперенесення та фізична десорбція і хімічна адсорбція переважають над вкладом дифузії й фізичної адсорбції, отримано алгоритми числово-асимптотичних наближень розв’язків відповідних нелінійних сингулярно-збурених крайових задач для модельної конусоподібної області, обмеженої заданими, гладкими, ортогональними між собою по ребрах, двома еквіпотенціальними поверхнями і однією поверхнею течії та розділеної на декілька підобластей деякими заданими еквіпотенціальними поверхнями. Запропоновані моделі у комплексі за рахунок урахування впливу зміни температури та швидкості фільтраційного потоку вздовж висоти фільтру на коефіцієнти, які характеризують швидкості масообміну при фізичній і хімічній адсорбції та десорбції, коефіцієнт фільтрації, дають змогу шляхом проведення комп’ютерних експериментів більш якісно дослідити зміну концентрацій домішок у фільтраційному потоці і на поверхні адсорбенту завантаження, утримуваних за рахунок фізичної і хімічної адсорбції, температури фільтраційного потоку, коефіцієнта фільтрації та активної пористості у кожному шарі завантаження вздовж висоти фільтру та на їх основі спрогнозувати більш оптимальні варіанти використання адсорбентів кожного шару завантаження і часові інтервали роботи фільтрів відповідно у режимах фільтрування, зворотньої промивки, хімічної регенерації та прямої промивки при дотриманні сталих швидкостей відповідних режимів