Symposium on application of pulse techniques to kinetic measurements: Une nouvelle formulation dynamique des interactions fluide solide — Application à des mesures de diffusivités intraparticulaires et de constantes d'équilibre d'adsorption

Authors


  • Presented at the 56th Canadian Chemical Conference and Exhibition, Montreal, Quebec, June 3-6, 1973. Symposium chairman: Dr. P. L. Silveston, University of Waterloo, Waterloo, Ontario.

Abstract

A general model of the dynamics of linear chromatographic interactions between a fluid and a solid is proposed, according to the following steps:

  • 1Analysis of the processes occurring at the particle level. Transfer function relating the mean concentration in the particle to the surface concentration. Contribution of external and internal mass transfer. Approximation by a first order system.
  • 2Transfer function of a mixing cell containing solid particles. Approximation by two coupled first order systems.
  • 3Generalization to any kind of flow. Association of mixing cells in series: model of a chromatographic column. Mean and variance of the impulse response.

Two experimental examples are given:

  • 1Measurement of the internal tortuosity and ethane adsorption isotherms in microporous alumina pellets using a spontaneously jet stirred gas solid reactor.
  • 2Determination of the effective diffusivity of argon in porous alumina beads using the so called “two measurements chromatographic method”.

Abstract

Un modèle général représentant la dynamique des interactions chromatographiques linéaires entre un fluide et un solide est proposé selon les étapes suivantes:

  • 1Analyse des phénoménes au niveau du grain. Fonction de transfert reliant la concentration moyenne dans la particule à la concentration de surface. Contribution du transfert de matière externe et interne. Approximation par un système du premier ordre.
  • 2Fonction de transfert d'une cellule agitée contenant des grains de solide. Approximation par deux systèmes du premier ordre couplés.
  • 3Généralisation à un écoulement quelconque. Association de mélangeurs en cascade: modèle de colonne chromatographique. Moyenne et variance de la réponse impulsionnelle.

Deux exemples expérimentaux sont donnés:

  • 1Mesure de la tortuosité interne et d'isothermes d'adsorption de l'éthane sur des grains d'alumine microporeuse à l'aide d'un réacteur spontanément agitè par jets gazeux.
  • 2Détermination de la diffusivité effective de l'argon dans des billes poreuses en utilisant la méthode chromatographique dite “des deux mesures”.

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