Моделирование химических реакций в сорбционных системах

• Автор: Голиков, Алексей Петрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Моделирование сорбции радионуклидов на сорбционно

реагентных материалах СРМ.

Сорбционнореагентные методы и системы

Описание модели

Обсуждение результатов моделирования

Зависимость динамических характеристик системы от скорости подачи

раствора.

Зависимость динамических характеристик системы от концентрации

стронция.
Зависимость динамических характеристик системы от концентрации
сульфата натрия
Зависимость динамических характеристик системы от показателя
раствора
ГЛАВА 2. Моделирование жидкофазного окисления ЭДТАкомплексов железа и кобальта и динамики сорбции радионуклидов кобальта в системе с
синтезом ферритизированных осадков.
Метод жидкофазного окисления
Описание модели
Уравнение конвективнодисперсивного переноса с химическими
реакциями.
Агрегирование частиц НеОНз
Сорбциядесорбция частиц РеОН3 на гранулы наполнителя
Результаты моделирования
ГЛАВА 3. Моделирование физикохимических процессов в высокоселективных сорбционных и сорбционнореагснтных материалах на основе пористых матриц.
Термодинамическая модель мицеллообразования в процессе выпадения
осадка малорастворимого соединения
Мицеллообразование в объеме раствора
Мицеллообразование на поверхности раздела фаз
Применение предложенной модели мицеллообразования для объяснения эффекта вымывания малорастворимых соединений из микропористых
сорбентов
Применение предложенной модели мицеллообразования при моделировании процессов осаждения малорастворимых соединений в
микропорах
Описание модели
Схема вычислений
Обсуждение результатов моделирования
ЛИТЕРАТУРА


Математическое моделирование процессов динамики сорбции стронция в сорбционнореагентной системе на основе силиката бария математическое моделирование процессов процессов образования, растворения и переноса мелкодисперсного осадка сульфата бария в матрице сорбционнореагентного сорбента на основе силиката бария с учетом особенностей мицеллообразования на поверхности раздела фаз и ограничений, накладываемых на размеры мицелл геометрическими параметрами пор сорбента математическое моделирование процесса жидкофазного окисления ЭДТАкомилексов железа и кобальта в сорбционной колонне с гранулированным окислителем, позволяющее описывать не только процессы окисления ЭДТАкомплексов, но и процессы переноса, агрегирования, сорбции и десорбции частиц образующегося гидроксида железа. ЭДТАкомплексов железа и кобальта и динамики сорбции радионуклидов кобальта в системе с образованием ферритизированных осадков. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Для решения поставленных задач в диссертации используются методы численного решения систем дифференциальных уравнений в частных производных, решения систем линейных уравнений и метод минимизации нелинейной функции нескольких переменных. НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Разработана математическая модель композитных селективных сорбентов на основе пористых матриц, позволяющая описывать процессы образования, растворения и переноса малорастворимого соединения, образующегося в процессе реагентной сорбции с учетом особенностей мицеллообразования в пористой среде и использовать результаты расчетов для направленного синтеза сорбентов. Изучена термодинамика процесса мицеллобразования на поверхности раздела фаз и выведены соответствующие термодинамические соотношения. Разработана модель динамики сорбции радионуклидов стронция в сорбционнореагснтной системе, позволяющая описывать процессы движения фронтов концентраций радионуклида, реагента, изменения и процессы гидролиза и старения матрицы сорбента. Разработана модель динамики сорбции радионуклидов кобальта в системах с образованием ферритизированных осадков, позволяющая описывать процессы движения фронтов концентраций исходных веществ и продуктов окисления, концентрационные профили гидроксида железа, распределение частиц гидроксида по размерам в произвольном сечении сорбционной колонны. Для описания процессов агрегирования, сорбции и десорбции частиц гидроксида железа последовательно использован вероятностный подход. Для проведения численных экспериментов по предложенным моделям создан оригинальный комплекс программ на языке С. ПРАКТИЧНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ. Результаты расчетов по предложенным моделям использовались при проведении направленного синтеза селективных сорбентов и сорбционнореагеитных материалов, которые успешно прошли испытания в РНЦ Курчатовский центр, ФГУП ВШИНМ им. А.А. Бочвара, МосНПО Радон, ИФХ РАН, часть из них рекомендована для использования в практике очистки ЖРО на объектах Минатома РФ. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты работы представлены и доложены на восемнадцати Международных и Всероссийских совещаниях, конференциях и семинарах, проходивших в Японии Тояма, , , Южной Корее Сеул, , , Тэджон, , , Китае Пекин, , Бельгии Моль, , на Мальте , в США Бостон, , в России Свердловск, , Владивосток, и др. ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание работы приведено в научных работах. СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка цитированной литературы 3 наименования и приложений. Работа изложена на 5 страницах машинописного текста, включая 6 таблиц, рисунка и 2 приложения. Сама постановка вопроса о математическом моделировании какоголибо объекта порождает четкий план действий 1. На первом этапе выбирается или строится эквивалент объекта, отражающий в математической форме важнейшие его свойства законы, которым он подчиняется, связи, присущие составляющим его частям, и т. Математическая модель или ее фрагменты исследуется теоретическими методами, что позволяет получить важные предварительные знания об объекте. Второй этап выбор или разработка алгоритма для реализации модели на компьютере. Модель представляется в форме, удобной для применения численных методов, определяется последовательность вычислительных и логических операций, которые нужно произвести, чтобы найти искомые величины с заданной точностью. Вычислительные алгоритмы 29 должны не искажать основные свойства модели и, следовательно, исходного объекта, быть экономичными и адаптирующимися к особенностям решаемых задач и используемых компьютеров.