Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Процессы и оборудования химической технологии

Диссертационная работа:

Ермаков Александр Анатольевич. Кинетика и оптимизация процесса щелочной обработки гранулированных цеолитовых сорбентов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.17.08 : Тамбов, 2003 238 c. РГБ ОД, 61:04-5/371-8

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность. Интерес исследователей к кристаллическим молекулярным ситам - цеолитам и це-олитоподобным материалам постоянно возрастает. В 1995 году только в США было получено около 700 патентов по синтезу и применению цеолитов, а общее число публикаций по цеолитам превысило 2500. Рынок цеолитов в настоящее время составляет более миллиарда долларов в год. Только применение цеолитов для разделения газов и в катализе связано с отраслями промышленности, имеющими общий годовой оборот около одного триллиона долларов. При этом использование в данных процессах цеолитов возможно только в гранулированном виде. Гранулированные цеолитовые сорбенты (ГЦС) представляют собой агломераты, состоящие из кристаллического порошка - цеолита и добавок - связующих веществ. В настоящее время из всего многообразия органических и неорганических связующих, используемых для грануляции цеолитов, наибольшее распространение в промышленности получили глинистые минералы.

Интенсивное развитие и внедрение адсорбционных процессов во все новые отрасли химической технологии приводит к ужесточению требований к адсорбционным и механическим свойствам ГЦС. В связи с этим ГЦС, полученные по традиционным технологиям гранулирования, не удовлетворяют в полной мере современным требованиям. Одним из путей решения проблемы расширения области применения цео-литовых сорбентов является использование методов физико-химического модифицирования и, в частности, применение метода щелочной обработки ГЦС, с целью повышения их эксплуатационных свойств.

Поэтому исследование кинетики и оптимизация процесса щелочной обработки ГЦС является актуальной задачей развития технологии получения и применения цеолитовых сорбентов.

Работа выполнялась в соответствии с планом НИР ФГУП «ТамбовНИХИ» по повышению эксплуатационных характеристик ГЦС, используемых при осушке и очистке хладонов и федеральной целевой программой «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы» (Гос. контракт № И0556/1654 от 24.09.2002) по проекту «Создание механизма концентрации интеллектуальных и материально-технических региональных возможностей с целью разработки нового поколения систем жизнеобеспечения и средств защиты людей в чрезвычайных ситуациях техногенного и природного характера (на примере интеграции ТГТУ и ФГУП «ТамбовНИХИ»)».

Цель работы. Исследование кинетики и оптимизация процесса щелочной обработки ГЦС с целью повышения их эксплуатационных свойств.

Научная новизна. Предложены математические зависимости, позволяющие рассчитать адсорбционные (изотерму адсорбции, эффективный коэффициент диффузии, кинетику адсорбции) и механические (прочность на раздавливание) свойства ГЦС с учетом эффективной удельной поверхности используемого глинистого связующего.

Исследована кинетика растворения глин Таганского и Куганакского месторождения и цеолита типа А в растворах NaOH, КОН, LiOH и определены кинетические константы (энергии активации, предъэкс-потенциальные множители и порядки реакций).

Экспериментально изучена кинетика и механизмы физико-химических процессов, протекающих на поверхности и внутри гранул ГЦС, содержащих 20 ... 40 % глинистого связующего, в ходе щелочной обработки растворами NaOH, КОН и LiOH. Определены кинетические константы (энергия активации, предъэкспотенциальный множитель и порядок) реакций поликонденсации аморфного алюмосиликата и кристаллизации цеолитоподобных алюмосиликатов, позволившие оценить влияние щелочной обработки на совокупность адсорбционных и механических свойств ГЦС. Установлено, что введение стадии щелочной обработки в традиционные технологии гранулирования, позволяет получать ГЦС с повышенными эксплуатационными свойствами.

Разработана математическая модель процесса щелочной обработки ГЦС, позволяющая рассчитывать кинетику щелочной обработки ГЦС и прогнозировать их адсорбционные и механические свойства.

Сформулирована и решена задача оптимизации режимных параметров процесса щелочной обработки, позволяющая получать ГЦС с повышенными эксплуатационными свойствами.

Практическая ценность. Предложена методика расчета совокупности адсорбционных и механических свойств ГЦС.

Разработан пакет программ компьютерного моделирования и оптимизации процесса щелочной обработки ГЦС.

Определены оптимальные условия осуществления процесса щелочной обработки ГЦС NaA-2MM-T,
позволяющие получить ГЦС с повышенными эксплуатационными свойствами (увеличение механиче
ской прочности на

36,8 %, предельного адсорбционного объема на 14,0 %, эффективного коэффициента диффузии на 4,3 %).

Разработаны рекомендации по аппаратурному оформлению стадии щелочной обработки ГЦС, принятые при реконструкции опытного цеолитного производства в ФГУП «ТамбовНИХИ».

Результаты исследований внедрены в учебный процесс ТГТУ и используются при подготовке инженеров по направлениям 655400 - «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, в нефтехимии и биотехнологии», 655800 - «Пищевая инженерия».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: 9 Международной конференции «Современное состояние и перспективы развития теории адсорбции» (Москва-Клязьма, 2001); VII Всероссийском симпозиуме «Актуальные проблемы теории адсорбции, модифицирования поверхности и разделения веществ» (Москва-Клязьма, 2002); VIII Всероссийском симпозиуме «Актуальные проблемы теории адсорбционных процессов в пористых средах» (Москва-Клязьма, 2003); 4 Международной конференции «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2003); научно-технических конференциях ТГТУ и технических совещаниях ФГУП «ТамбовНИХИ» в 2002-2003 гг.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в шести печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы, содержащего 146 источника и 10 приложений. Содержание диссертации изложено на 157 страницах машинописного текста, включая 60 рисунков, 27 таблиц.

Подобные работы
Тюпиков Вадим Георгиевич
Моделирование и оптимизация процессов измельчения в вибрационных мельницах
Будько Василий Силуянович
Оптимизация процесса дражирования зернистых материалов в тарельчатых грануляторах
Ву Минь Фыонг 0
Моделирование и оптимизация процесса выпаривания в производстве сахара, применительно к условиям Социалистической Республики Вьетнам
Ненаглядкин Илья Сергеевич
Математическое моделирование и оптимизация процесса получения углеродных нанотрубок :Нановолокон
Кочергин Сергей Александрович
Повышение эффективности производства сложных минеральных удобрений путем оптимизации процессов гранулирования и сушки
Трубаев Павел Алексеевич
Интенсификация и оптимизация энерготехнологических процессов на примере обжига цементного клинкера
Иньков Владимир Игоревич
Математическое моделирование и оптимизация статических режимов процесса грануляции в псевдоожиженном слое
Залунаев Михаил Юрьевич
Метод расчета процесса экструзии резиновых смесей и оптимизация геометрии профилирующих каналов
Волынский Владимир Юльевич
Моделирование процессов термической обработки сыпучих и листовых материалов с целью повышения их эффективности
Мирецкий Игорь Юрьевич
Оптимизация процессов обработки заданий в дискретных многостадийных системах

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net