Wärme- und Stoffübertragung von Wasser während der Aktivkohleadsorption

Zusammenfassung Um den dynamischen Prozess des Wärme- und Stoffübertragungsphänomens von Wasserdampf auf Aktivkohle zu untersuchen, wurde eine Festbett-Adsorptionseinheit sowie zwei Arten von Aktivkohle als Adsorbens für die Wasserdampfondsorption bei den Adsorptionstemperaturen 293,15 K, 303,15 K und 313,15 K verwendet. Ein gekoppeltes Modell wurde durch Massen- und Energiebilanz, Stoffübertragung und vereinfachte DO-Adsorptionsgleichgewichtsgleichung entwickelt. Die Auswirkungen physikalischer Parameter auf Wärme- und Stoffübertragung wurden theoretisch untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass das numerische Modell gut mit den experimentellen Daten übereinstimmt (R² > 0,993). Der axiale Diffusionskoeffizient (D_L) steigt von 1,226 × 10⁻⁶ m² s⁻¹ auf 4,062 × 10⁻⁶ m² s⁻¹ für RAC und von 1,425 × 10⁻⁶ m² s⁻¹ auf 4,030 × 10⁻⁶ m² s⁻¹ für MAC, der Stoffübertragungskoeffizient (k) steigt von 8,171 s⁻¹ auf 27,083 s⁻¹ für RAC und von 9,499 s⁻¹ auf 26,864 s⁻¹ für MAC. Gleichzeitig verkürzt sich die Durchbruchzeit der Adsorption von Wasserdampf allmählich von 1000 s auf 780 s, wenn die Temperatur von 293,15 K auf 313,15 K ansteigt. Der Einfluss des axialen Diffusionskoeffizienten (D_L) auf die Stoffübertragung ist nicht offensichtlich. Darüber hinaus übersteigt der Einfluss des Stoffübertragungskoeffizienten (k) auf die Temperaturänderungsrate denjenigen des inneren Wärmeübertragungskoeffizienten (h).