Кинетический расчет сорбции этилового спирта на углеродных материалах

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Изучена кинетика сорбции этанола на активированном нефтяном коксе с удельной площадью поверхности 1218 м2/г и гидроантраците (4.87 м2/г). Лимитирующей стадией сорбции для гидроантрацита является внешняя диффузия, коэффициент диффузии при 293 К равен 5.87×10–10 м2/с, толщина диффузионного слоя – 169 мкм. Для высокопористого активированного нефтяного кокса лимитирующая стадия меняется по мере протекания процесса сорбции. В первые 5 мин процесса скорость сорбции определяется внешним массопереносом, затем на участке от 5 до 15 мин как внешняя, так и внутренняя диффузия вносят значительный вклад в общую скорость процесса, с 15 минут до достижения равновесия основной вклад в скорость процесса вносит внутренняя диффузия. Коэффициенты внешней диффузии на участке от 5 до 15 мин и внутренней диффузии на участке от 15 мин до достижения равновесия равны 5.87×10–10 и 2.89×10–11 м2/с. Энергия активации для гидроантрацита составила 20.03±5.31 кДж/моль, для активированного нефтяного кокса на первом участке – 18.68±3.25, на втором участке – 78.71±34.19 кДж/моль.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

А. Царева

Санкт-Петербургский горный университет

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: kudinovaancka@yandex.ru
Ресей, Санкт-Петербург

Т. Литвинова

Санкт-Петербургский горный университет

Email: kudinovaancka@yandex.ru
Ресей, Санкт-Петербург

Д. Гапанюк

Санкт-Петербургский горный университет

Email: kudinovaancka@yandex.ru
Ресей, Санкт-Петербург

Л. Роде

Санкт-Петербургский горный университет

Email: kudinovaancka@yandex.ru
Ресей, Санкт-Петербург

М. Полторацкая

Санкт-Петербургский горный университет

Email: kudinovaancka@yandex.ru
Ресей, Санкт-Петербург

Әдебиет тізімі

  1. Bandosz T.J., Jagiello J., Schwarz J. et al. // Langmuir. 1996. V. 12. P. 6480.
  2. Baran P., Jodlowski G., Krzyżanowski A. et al. // Geology, Geophysics and Environment. 2014. V. 40. № 3. P. 261.
  3. Lebedev A.B., Utkov V.A., Khalifa A.A. // J. of Mining Institute. 2019. Vol. 237. P. 292.
  4. Behera S.K., Kim J.H., Guo X. et al. // J. of Hazardous Materials. 2008. V. 153. № 3. P. 1207.
  5. Delgado J.A., Águeda V.I., Uguina M.A. et al. // Separation and Purification Technology. 2015. V. 149. P. 370.
  6. Cheremisina O.V., Cheremisina E., Ponomareva M.A. et al. // J. of Mining Institute. 2020. V. 244. P. 474.
  7. Omnia A., Mohamed S. // Turkish Journal of Chemistry. 2017. V. 41. № 6. P. 967.
  8. Oguz E.F., Kopac T. // Intern. J. of Chemical Reactor Engineering. 2019. V. 17. № 5. P. 1.
  9. Li Z., Wu L., Liu H. et al. // Chemical Engineering Journal. 2013. V. 228. P. 925.
  10. Allen S.J., Gan Q., Matthews R. et al. // Bioresource Technology. 2003. V. 88. P. 143.
  11. Zubkova O.S., Pyagay I.N., Pankratieva K.A. et al. // J. of Mining Institute. 2023. V. 259. P. 21.
  12. Wang S., Li H. // Dyes and Pigments. 2007. V. 72. № 3. P. 308.
  13. Silvestre-Albero A., Silvestre-Albero J., Sepulveda-Escribano A. et al. // Microporous and Mesoporous Materials. 2009. V. 120. № 1–2. P. 62.
  14. Sergeev V.V., Cheremisina O.V., Fedorov A.T. et al. // ACS Omega. 2022. V. 7. № 3. P. 3016.
  15. Avramenko T.G., Khutoryanskaya N.V., Mikhalyuk O.V. et al. // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2016. V. 52. № 4. P. 313.
  16. Shimizu K., Takanohashi T., Iino M. // Energy and Fuels. 1998. V. 12. № 5. P. 891.
  17. Sergeev V., Balandinsky D., Romanov G. et al. // Arab J. of Basic and Applied Sciences. 2023. V. 30. № 1. P. 299.
  18. Musah M., Azeh Y., Mathew J. et al. // Caliphate Journal of Science and Technology. 2022. V. 4. № 1. P. 20.
  19. Hajilari M., Shariati A., Khosravi-Nikou M. // Heat and Mass Transfer. 2019. V. 55. № 8. P. 2165.
  20. Gendler S.G., Fazylov I.R., Abashin A.N. // MIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2022. V. 6. № 1. P. 248.
  21. Takanohashi T., Terao Y., Iino M. // Energy and Fuels. 2000. V. 14. № 4. P. 915.
  22. Lei G., Wang L., Liu X. et al. // J. of Chemical and Engineering Data. 2016. V. 61. № 7. P. 2499.
  23. Largitte L., Pasquier R. // Chemical Engineering Research and Design. 2016. V. 109. P. 495.
  24. Plazinski W., Rudzinski W., Plazinska A. // Advances in Colloid and Interface Science. 2009. V. 152. P. 2.
  25. Marczewski A.W. // Langmuir. 2010. V. 26. № 19. P. 15229.
  26. Kurdiumov V.R., Timofeev K.L., Maltsev G.I. et al. // J. of Mining Institute. 2020. V. 242. № 2. P. 209.
  27. Abdehagh N., Tezel F.H., Thibault J. // Adsorption. 2013. V. 19. № 6. P. 1263.
  28. Pal A., Kil H.S., Mitra S. et al. // Applied Thermal Engineering. 2017. V. 122. P. 389.
  29. Qiu H., Lv L., Pan B.C. et al. // J. of Zhejiang University: Science A. 2009. V. 10. № 5. P. 716.
  30. Inglezakis V.J., Zorpas A.A. // Desalination and Water Treatment. 2012. V. 39. P. 149.
  31. El-Sharkawy I.I., Uddin K., Miyazaki T. et al. // Intern. J. of Heat and Mass Transfer. 2014. V. 73. P. 445.
  32. Sarkar M., Acharya P.K., Bhattacharya B. // J. of Colloid and Interface Science. 2003. V. 266. № 1. P. 28.
  33. Cheremisina O.V., Ponomareva M.A., Bolotov V.A. et al. // ACS Omega. 2022. V. 7. № 3. P. 3007.
  34. Foo K.Y., Hameed B.H. // Chemical Engineering J. 2010. V. 156. P. 2.
  35. Weidlich U., Gmehling J. // Industrial and Engineering Chemistry Research. 1987. V. 26. № 7. P. 1372.
  36. Kosolapova S.M., Smal M.S., Rudko V.A. et al. // Processes. MDPI. 2023. V. 11. № 5.
  37. Efimov I. Pytherm: An Open-Source Scientific Tool for Thermodynamic Modeling. 2023.
  38. Madero-Castro R.M., Vicent-Luna J.M., Peng X. et al. // ACS Sustainable Chemistry and Engineering. 2022. V. 10. P.6509.
  39. Simonin J.P. // Chemical Engineering Journal. 2016. V. 300. P. 254.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. IR spectra of hydroanthracite and activated petroleum coke.

Жүктеу (82KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Isotherms of ethyl alcohol sorption on activated petroleum coke at different mixing speeds (a) and temperature (c) and on hydroanthracite at different mixing speeds (b) and temperature (d).

Жүктеу (242KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Isotherms of sorption of ethyl alcohol on activated petroleum coke (a) and hydroanthracite (b) at different temperatures.

Жүктеу (131KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Isotherms of ethanol sorption on activated petroleum coke and hydroanthracite at 293 K and a mixing speed of 100 rpm.

Жүктеу (63KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Linear forms of sorption isotherms of pseudo-first (a) and pseudo-second (b) orders.

Жүктеу (113KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Pseudo-first and pseudo-second order models for activated coke (a) and hydroanthracite (b).

Жүктеу (110KB)
Метадеректер
8. Fig. 7. Weber–Morris (a), Vermeulen (b) and Boyd (c) models.

Жүктеу (176KB)
Метадеректер
9. Figure 8. Graphical representation of the Arrhenius equation.

Жүктеу (77KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024