Modelowe badania nasycania sorbentu węglowego gazem z uwzględnieniem geometrii przestrzennej ziaren

Przedstawiono rozważania dotyczące transportu gazowego sorbatu w porowatym sorbencie. Przeanalizowano znane rozwiązania analityczne równania dyfuzji Ficka z czynnikiem sorpcji dla różnych geometrii ziaren: warstwy płasko-równoległej, cylindra oraz kuli. Opracowano numeryczne rozwiązanie równania Ficka z czynnikiem sorpcji dla prostopadłościanu. Przeprowadzono eksperyment sorpcji metanu na ziarnach węgla kamiennego o klasie ziarnowej 0,315-0,4 mm. Ziarna użyte w doświadczeniu przebadano stereologicznie w celu określenia statystycznych parametrów opisujących ich kształt. Mniejsze niepewności związane z przybliżeniem rzeczywistych kształtów ziaren kształtami modelowymi dotyczyły opisania ziaren kształtem prostopadłościennym niż kulistym. Badania sorpcyjne pozwoliły na zarejestrowanie pełnego czasowego przebiegu nasycania ziaren węgla metanem. Do zarejestrowanego przebiegu, metodą najmniejszych kwadratów dopasowano funkcję analityczną dla przybliżenia kształtów ziaren kulami oraz rozwiązanie numeryczne dla przybliżenia prostopadłościanami. Otrzymane współczynniki dyfuzji różniły się o ok. 30%.

---

Hard coal grains with diams. 0.315-0.400 mm were used to study the kinetics of their satn. with CH4. The results were compared with theor. data obtained for models of (i) spherical or (ii) cuboidal grains. The model (i) described well the real process.