Макрокинетика гетерогенных реакций в системах газ-жидкость, сопровождающихся межфазным переносом кислорода

• Автор: Боровкова, Ирина Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Список сокращений и условных обозначений
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ МАКРОКИНЕТИКИ ГЕТЕРОГЕННЫХ РЕАКЦИЙ В СИСТЕМАХ Г АЗ-ЖИДКОСТЬ
1.1. Общие положения
1.2. Особенности макрокинетики гетерогенных реакций в системах газ-жидкость, возможные режимы их протекания
1.3. Пути увеличения скорости гетерогенных реакций в системе газ-жидкость за счет ускорения транспорта кислорода в реакционную зону
1.3.1. Гидродинамические методы
1.3.2. Газотранспортные жидкости
1.3.3. Твердофазные активаторы межфазного переноса газов
1.3.4. Зависимость скорости массопереноса газов через поверхность контакта фаз от состава жидкой фазы системы
1.4. Влияние твердофазных веществ-активаторов на гетерогенные процессы в системе газ-жидкость, протекающие в диффузионном режиме
1.5. Цель и задачи исследования. Выбор объектов исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Исследование массопереноса кислорода из газовой фазы в водные растворы
2.2. Исследование окисления сульфит-ионов кислородом воздуха в водных средах
2.3. Исследование гетерогенного биокаталитического окисления фенола в водных растворах
2.3.1. Микроорганизмы. Среда культивирования
2.3.2. Оценка влияния интенсивности массопереноса кислорода в системе газ-жидкость на среднюю скорость гетерогенного биокаталитического окисления фенола

2.3.3. Изучение биокаталитического окисления фенола в условиях усиления массопереноса кислорода под действием веществ-активаторов
2.4. Комплексная установка для исследования кинетики гетерогенных реакций
2.5. Фотометрический анализ
2.6. Фотометрическое определение концентрации фенола с 4-аминоантипирином
2.7. Измерение удельной поверхности
2.8. Измерения краевого угла смачивания
2.9. Микрокапсулирование с упариванием легколетучего растворителя
2.10. Определение концентрации водных растворов металлов
2.11. Определение характера и состава поверхности твердофазных частиц
2.11.1. Методика сканирующей электронной микроскопии (СЭМ)
2.11.2. Методика ИК-Фурье спектроскопии
2.12. Метрологическое обеспечение исследования
2.13. Статистическая обработка результатов экспериментов
2.13.1. Обработка результатов многократных измерений
2.13.2. Корреляционный анализ
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РЕАКЦИЙ, ПРОТЕКАЮЩИХ В ДИФФУЗИОННОМ РЕЖИМЕ В СИСТЕМЕ ГАЗ-ЖИДКОСТЬ
3.1. Выбор контролируемых параметров
3.2. Экспериментальные основы методики
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ АКТИВАТОРОВ НА СКОРОСТЬ МЕЖФАЗНОГО ПЕРЕНОСА КИСЛОРОДА В СИСТЕМЕ ГАЗ-ЖИДКОСТЬ
4.1. Влияние жидких и твердофазных активаторов на скорость межфазного переноса кислорода из газовой в чистую водную фазу
4.2. Влияние твердофазных активаторов нового типа на межфазный перенос кислорода из газовой в чистую водную фазу

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ТВЕРДОФАЗНЫХ АКТИВАТОРОВ НА СКОРОСТЬ
МЕЖФАЗНОГО ПЕРЕНОСА КИСЛОРОДА В ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ
5Л. Влияние твердофазных активаторов на скорость межфазного переноса кислорода в растворы электролитов
5.2. Влияние твердофазных активаторов на массоперенос кислорода в растворы ПАВ
5.3. Влияние твердофазных активаторов на скорость межфазного переноса
кислорода в растворы спиртов и карбоновых кислот
ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ВЕЩЕСТВ-АКТИВАТОРОВ НА СКОРОСТЬ ГЕТЕРОГЕННЫХ РЕАКЦИЙ, ПРОТЕКАЮЩИХ В ДИФФУЗИОННОМ РЕЖИМЕ
6.1. Каталитическое окисление сульфит-ионов в условиях усиления межфазного переноса кислорода
6.2. Биокаталитическое окисление фенола в присутствии веществ-активаторов межфазного переноса кислорода в системе газ-жидкость
6.3. Рекомендации по увеличению скорости гетерогенных реакций,
сопровождающихся массопереносом кислорода
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

использование веществ-активаторов, способных существенно увеличивать значение объемного коэффициента массопереноса малорастворимых газов, таких как СЬ.
Газотранспортные жидкости (ГТЖ) в качестве веществ-активаторов обладают высокой эффективностью. Но в связи с трудностями регенерации ГТЖ и частичной растворимостью вводимых органических добавок их практическое использование в крупномасштабных производствах затруднено. В этом плане наиболее перспективными представляются твердофазные вещества-активаторы (ТФА) межфазного массопереноса кислорода.
Результаты работ по исследованию влиянию ТФА на массоперенос кислорода часто противоречивы и не до конца объясняют взаимосвязь между физико-химическими свойствами ТФА и их способностью увеличивать значение коэффициента К,а.
Анализ литературных данных свидетельствует также о недостатке сведений по влиянию состава водной фазы на её газотранспортную способность, что затрудняет поиск путей повышения скорости процессов, лимитируемых межфазным переносом маслорастворимых газов.
Несмотря на обнаруженный положительный эффект ТФА (активированный уголь), в настоящее время не сформулированы рекомендации по созданию условий, обеспечивающих повышение скорости гетерогенных реакций, протекающих в диффузионном режиме, в присутствии ТФА, не определена перспектива поиска других веществ, способных выполнить необходимую функцию, что затрудняет их выбор или создание принципиально новых образцов.
Поэтому целью работы является разработка нового подхода к повышению скорости гетерогенных реакций в системах газ-жидкость, основанного на применении твердофазных активаторов межфазного переноса кислорода, его теоретическое и экспериментальное обоснование с учетом гидродинамических условий и составов жидких фаз.