Проведение оценки

На основе экспериментальных данных определено, что для указанного сорбента скорость тепловыделения (q, кДж кг^-1 с^-1) описывается уравнением:

, (1)

где:

k₀ - предэкспоненциальный множитель (с^-1);

E_а - энергия активации (Дж моль^-1);

R - универсальная газовая постоянная (Дж моль^-1 К^-1);

T - температура веществ (К); - глубина превращения;

при следующих параметрах уравнения:

k₀ = 19,6 · 10¹⁰ с^-1; E_а = 120 · 10³ Дж моль^-1.

Изменение температуры веществ во времени можно рассчитать исходя из следующего уравнения:

, (2)

где - время (с).

Численное решение данного уравнения при начальной температуре, равной T₀, представлено на рис. 1.

Рис. 1. Изменение температуры веществ во времени

в адиабатических условиях

Определенный период индукции адиабатического теплового взрыва равен 30 часам. За время операции в 6 часов в адиабатических условиях достигается температура в 72 °C, глубина превращения составляет 2,7 · 10^-3 (0,27%), максимальная скорость изменения глубины превращения составляет 1,3 · 10^-7 с^-1 (1,3 · 10^-5 с^-1). Это соответствует объему газов для всей загрузки 2,2 м³ (при нормальных условиях), или 2,8 м³ (при T = 72 °C) и 1,07 · 10^-4 м³ с^-1 (при нормальных условиях), или 1,35 · 10^-4 м³ с^-1 (при T = 72 °C) соответственно. Поскольку свободный объем колонны равен 0,2 м³, возможное избыточное давление в случае герметизации колонны, оцененное по уравнению для идеальных газов, составляет 11 атм.