Для определения сопротивления потоку в слое активного угля применяются различные формулы, позволяющие рассчитать падение давления в шихте при некоторых известных характеристиках материала, например, уравнение Эргуна [11]:
ЛPg/L = Ml — е)2 H/e3dcp + Ml — e) Р^лии/е3^ (5.1)
Где Ар — падение давления, дин/см2; g —- ускорение свободного падения, g = = 981 см/с2; L — длина слоя фильтрующей шихты, см; R 1 — константа, равная 150; е — порозность, см3/см3; v — кинематическая вязкость, см2/с; vm„ — Линейная скорость набегающего потока, см/с; Dcv — средний диаметр частиш мм; ki — константа, равная 1,75; р — плотность жидкости, г/см3.
30 20 4 5 Ю 20 J0 50 100 Скорость потока, см/с |
Рис. 5.8. Сопротивление слоя формованного //w/Vf угля с различным размером гранул потоку Воздуха. |
Рис. 5.9. Расширение слоя угля с различным 25 размером зерен при обратной отмывке. 10 30 50 70 90 120 Скорость потока, м/ч |
I^iljJ_ I I I 1 I I I II М I |
При известных значениях порозности и размера частиц можно рассчитать сопротивление потоку. В большинстве случаев на практике важно знать сопротивление воде или воздуху в нормальных условиях. Подобное определение осуществляется с достаточной точностью в стандартной динамической трубке. Чтобы исключить стеночные эффекты, динамическая трубка должна иметь внутренний диаметр по меньшей мере в 10 раз больше среднего диаметра частиц испытываемого активного угля. Высота шихты должна быть не менее 20—30 см. При таких условиях можно сделать правильные выводы о поведении адсорбционной шихты.
Решающее значение для точности измерений имеет степень уплотнения шихты. Поэтому испытываются плотные упаковки, приготовленные вибрационным уплотнением или обстукиванием. Масса навески оценивается по плотности при встряхивании. Используемая для определения сопротивления потоку воздушная среда должна быть очищена (от следов масла из воздушного компрессора) и осушена. Для предотвращения разрыхления слоя при высоких скоростях течения жидкости поток направляют сверху вниз. Результаты измерений можно представить графическим способом, как например на рис. 5.8.
Гидравлическое сопротивление слоя при постоянной температуре можно измерить по аналогии с аэродинамическим сопротивлением. Для полного смачивания слоя используют активный Уголь, подвергнутый кипячению с водой. Чтобы исключить образование пузырей, воду для испытаний следует прокипятить чли деаэрировать другим способом.