Моделирование адсорбционной деформации микропористых адсорбентов

• Автор: Заливин, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Основные термины и понятия об адсорбции

1.2. Физическая адсорбция и хемосорбиия.

1.3. Теоретические основы адсорбции.

1.4. Изотермы адсорбции. Общие сведения.

1.5. Адсорбционная деформация адсорбентов.

1.6. Теоретические подходы к описанию адсорбционной деформации адсорбентов.

1.6.1. Теория адсорбционной деформации Флада

1.6.2. Теория адсорбционной деформации Бангама

1.6.3. Осмотическая теория сорбционной деформации.
1.6.4. Теория сорбострикции А.И. Русанова.
1.6.5. Подход, предложенный .. Твардовским Яковлевым
ГЛАВА 2. ПОРИСТАЯ СТРУКТУРА АДСОРБЕНТОВ.
2.1. Моделирование пористых тел.
2.1.1. Статистическая модель
2.1.2. Физические модели пористых тел, не основанные на их морфологии
2.1.3. Физические модели пористых тел, основанные на их морфологии
а. Правило обращения.
б. Глобулярная модель
в. Модель систем из пластичных частиц
г. Модель щелевидных пор .
д. Модель цилиндрических пор .
е. Модель бутылкообразных пор
2.2. Микропористая структура адсорбентов.
2.2.1. Микропоры в активированных углях.
2.2.2. Микропористый углеродный адсорбент АУК.
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИИ МИКРОПОРИСТОГО УГЛЕРОДНОГО АДСОРБЕНТА АУК ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ГАЗАМИ.
3.1. Выбор модели.
3.2. Результаты моделирования деформации микропористого адсорбента АУК при взаимодействии с диоксидом углерода, азотом, аргоном и метаном
3.3. Результаты моделирования деформации микропористого адсорбента АУК при взаимодействии с октаном, пентаном и гептаном.
ГЛАВА 4. ВКЛАД НЕИНЕРТНОСТИ АДСОРБЕНТА В
ИЗОСТЕРИЧЕСКУЮ ТЕПЛОТУ АДСОРБЦИИ.
4.1. Термодинамический анализ упруго деформируемого твердого тела
4.2. Расчет изменений энтальпии микропористого углеродного адсорбента АУК при взаимодействии с газами. Оценка вклада неинертности адсорбента в изостерическую теплоту адсорбции
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Оценен вклад неинертности микропористого углеродного адсорбента АУК в изостерическую теплоту адсорбции газов диоксида углерода, азота, аргона. Установлено, что в области средних и высоких давлений вклад адсорбента в изостерическую теплоту адсорбции составляет . Практическая значимость работы. Полученные данные позволяют получить дополнительные сведения об относительной линейной деформации адсорбентов при решении некоторых технологических задач, связанных с использованием микропористых углеродных адсорбентов в широких областях давлений и температур. Они помогут подобрать наиболее оптимальные параметры работы адсорбционных технологических установок и тем самым повысят их надежность и срок службы. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были опубликованы в виде научных статей и тезисов, а также представлены в виде устных и стендовых докладов на XI, XII и XIII Всероссийских симпозиумах Актуальные проблемы теории адсорбции, пористости и адсорбционной селективности МоскваКлязьма, , и г. По результатам работы над диссертацией опубликованы 3 научные статьи, 2 из них в журналах из списка ВАК, 6 тезисов докладов. Достоверность данных, полученных в ходе работы над диссертацией, подтверждается корреляцией аналитических расчетов с опубликованными в открытой печати экспериментальными данными по адсорбционной деформации для систем микропористый углеродный адсорбент АУКдиоксид углерода, АУК азот, АУК аргон, АУК метан, АУК и октан, АУК н пентан, АУК н гептан в интервале изменения давления равновесной газовой фазы 0. МПаР в МПа и температур 7. К Т 3С. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и двух приложений. Содержит 5 страниц машинописного текста, рисунков. В списке использованной литературы 8 наименований. Особое внимание уделяется уравнениям адсорбционной деформации, рассматриваются основные причины, вызывающие деформацию, а также выявляются характерные особенности деформации адсорбента при адсорбции. Во второй главе диссертации дан обзор моделей пористых материалов, широко используемых при моделировании пористых тел, а также приводятся сведения о микропорах в активированных углях, и дается характеристика микропористого углеродного адсорбента АУК. В третьей главе предложена молекулярностатистическая модель для описания адсорбционной деформации микропористых адсорбентов при взаимодействии с газами. Приводятся результаты моделирования адсорбционной деформации микропористого углеродного адсорбента АУК и их сравнение с экспериментальными данными. Данные моделирования, полученные в ходе диссертационного исследования, приведены в приложении. В четвертой главе дан термодинамический анализ упруго деформируемого твердого тела и представлены расчеты изменений энтальпии микропористого углеродного адсорбента АУК при взаимодействии с рядом газов. Проведена оценка вклада неинертности адсорбента в изостерическую теплоту адсорбции. ГЛАВА 1. Поверхность твердых тел, так же как и поверхность жидкостей, обладает избыточной энергией Гиббса . А величина поверхности, т поверхностное натяжение. Однако твердые тела, в отличие от жидкостей, не могут изменять площадь поверхности путем самопроизвольного изменения формы сокращение Л невозможно. Поэтому тенденция к уменьшению избыточной поверхностной энергии Гиббса уменьшение С в системах, где твердая фаза находится в контакте с газом или жидким раствором, проявляется главным образом в способности к удерживанию на поверхности молекул газа или растворенного вещества . Если концентрирование происходит только на поверхности, то процесс называется адсорбцией 2, . Адсорбция на тврдых телах может протекать из газовых фаз и жидких сред. Явление адсорбции само по себе сложный процесс. Различают физическую и химическую или активированную адсорбцию . Если сорбируемые молекулы проникают в объм соседней фазы, то говорят об абсорбции. Под десорбцией понимают процесс обратный адсорбции. В соответствии с постановлением ШРАС от г. Под адсорбатом понимается адсорбированное вещество.