Динамика адсорбции в широкой области изменения концентрации адсорбтива и длины слоя адсорбента

• Автор: Ларин, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 с. : ил

Оглавление

Основные обозначения.

Используемые сокращения.

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и направление исследования.

1.1. Предмет исследования и анализ развития проблемы.

1.2. Использование дискретных моделей теории тарелок и послойного метода, в изучении динамики адсорбции

1.3. Заключение по главе 1.

Глава 2. Обоснование нового подхода к дискретному решению задач динамики адсорбции. Модель слоя равновесной адсорбции.

2.1. О физическом смысле эффективной кинетической

константы модели слое равновесной адсорбции.

2.2. Основное уравнение модели слоя равновесной адсорбции
и приемы решения прямой и обратной задач динамики адсорбции. . .
2.3. Заключение по главе 2.
Глава 3. Решение обратной задачи динамики адсорбции на основе
модели слоя равновесной адсорбции.
3.1. Решение обратной задачи на стационарной стадии
динамики адсорбции
3.2. Решение обратной задачи для коротких слоев адсорбента. .
3.3. Определение эффективной кинетической константы путем численного моделирования выходных кривых
3.4. Заключение по главе 3.
Глава 4. Линейная неравновесная динамика адсорбции и десорбции
на слоях адсорбента произвольной конечной длины.
4.1. Общие закономерности проявительной динамики адсорбции
хроматографии на слоях адсорбента малой длины. . . .
4.2. Фронтальная динамика адсорбции
4.3. Динамика десорбции
4.4. Заключение по главе 4.
Глава 5. Нелинейная неравновесная проявительная хроматография. . .
5.1. Проявительная динамика адсорбции паров веществ на микропористых адсорбентах
5.2. Проявительная динамика адсорбции хроматография при выпуклой изотерме адсорбции Фрейндлиха
5.3. Общие закономерности неравновесной проявительной хроматографии для вогнутой изотермы адсорбции.
5.4. Применение модели слоя равновесной адсорбции для изучения и оптимизации проявительных адсорбционных процессов. .
5.4.1. Использование критерия, характеризующего приближение
к равновесным условиям, для изучения хроматографических данных. .
5.4.2. Сравнение вычислительных алгоритмов модели слоя равновесной адсорбции и других теоретических моделей
5.4.3. Обоснование условий для определения изотерм адсорбции хроматографическим методом
5.5. Заключение по главе 5
Глава 6. Фронтальная неравновесная динамика адсорбции.
6.1. Закономерности фронтальной динамики адсорбции при произвольных изотермах адсорбции
6.2. Динамика адсорбции в области малых концентраций. . . .
6.3. Моделирование динамики адсорбции в слоях адсорбента
малой длины. О соблюдении равенства Зельдовича
6.4. Заключение по главе 6
Литература


В работе обоснован новый подход к исследованию неравновесной динамики адсорбции, состоящий в численном или аналитическом решении системы п уравнений материального баланса модели слоя равновесной адсорбции и использующий одну эффективную кинетическую константу, измеряемую в единицах длины слоя адсорбента. Уравнение материального баланса модели слоя равновесной адсорбции для решения прямой и обратной задач динамики адсорбции, и утверждение того, что модель позволяет описывать и прогнозировать экспериментальные данные в широком интервале концентраций. Сравнительная оценка динамики пространственновременной трансформации выходных кривых при произвольных изотермах адсорбции и для различных вариантов начальных условий в широкой области изменения концентрации адсорбтива и длины слоя адсорбента, включая проявительную динамику адсорбции паров веществ на микропористых адсорбентах. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и списка цитированной литературы из 2 наименований. Работа изложена на 0 страницах, включает рисунка и таблиц. Г лава 1. Состояние вопроса и направление исследования. Предмет исследования и анализ развития проблемы. Динамика адсорбции изучает закономерности движения концентрационных и адсорбционных фронтов вещества, которое адсорбируется из потока подвижной фазы, протекающей через неподвижный слой адсорбирующего материала. В зависимости от начальных условий процесс динамики адсорбции подразделяется на два основных варианта фронтальный и проявительный. Большое значение имеет также описание десорбционного варианта динамики адсорбции. Предметом настоящего исследования является неравновесная однокомпонентная динамика адсорбции, или адсорбционная хроматография, в широком интервале изменения длины слоя адсорбента и концентрации адсорбтива при произвольных изотермах адсорбции и различных вариантах начальных условий. История развития исследований в области динамики адсорбции насчитывает более лет. Уже в первых работах 16, в которых экспериментально был изучен фронтальный вариант динамики адсорбции, постановка исследования включала получение зависимостей концентраций как от времени , так и от длины слоя адсорбента . В 12 была установлена первая математическая зависимость в динамике адсорбции, известная как уравнение . Шилова. В этих же пионерских работах формировалась терминология. Впервые понятие о динамической активности слоя адсорбента, по свидетельству 5, было использовано . Шиловым в г. В первой опубликованной работе 6, посвященной изучению поглощения хлора из воздуха неподвижным слоем активного угля, метод исследования был назван динамическим. Термин динамика поглощения впервые был использован М. ШЬ дсШифсЩш 0, 1. I время, I длина слоя адсорбента колонки. Примечание обычно уравнение 1. В 79 на основе 1. I с, 1. В 8 показано, что т. Кроме того, в 8 решение 1. Решения 1. Результаты интенсивного развития теории динамики адсорбции хроматографии в годах достаточно подробно изложены в монографиях , сборнике и других публикациях, например, в обзорных статьях . Даже из названий приведенных источников следует, что в эти годы одинаково равно используются термины как теория динамики адсорбции, так и теория хроматографии. По мнению авторов , термин динамика адсорбции в большей степени отвечает фронтальному вариант изучаемого процесса, а термин хроматография проявительному. Кроме того, был предложен термин динамика хроматографии . Основные достижения в развитии теории динамики адсорбции и хроматографии в эти годы состоят в следующем. Сформулированы требования к решениям прямой и обратной задач однокомпонентной изотермической динамики адсорбции хроматографии для неподвижного слоя адсорбента, включая простейший вариант, когда кинетика динамического процесса не зависит от степени заполнения , . Прямая задача определена М. М. Дубининым в , с. М и аЦ,Ь на основании только экспериментально определенных коэффициентов уравнения кинетики, выражения для продольного переноса и, естественно, уравнения изотермы адсорбции. В соответствии с указанным определением прямая задача заключается в решении системы уравнений, включающей уравнение материального баланса 1. Такие решения являются непрерывными относительно времени и длины слоя адсорбента.