Preparation of paramagnetic ion-exchange resin. Applications in fixed-bed, fluidised bed and magnetically stabilised fluidised beds (MSFB). Development of a mathematical model for fixed-bed ion exchanger columns
Paramanyetik iyon değiştirici reçinelerin hazırlanması. Sabit yatak, akışkan yatak ve manyetik olarak stabilize edilmiş akışkan yataklarda (MSFB) uygulamalar. Sabit yatak iyon değiştirici kolonlar için bir matematiksel model geliştirilmesi
- Tez No: 123412
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET RİFAT ÖZDURAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: İyon değişimi, Paramanyetik reçine hazırlanması, Sabit yatak, Akışkan yatak, Kütle aktarım katsayısı, Yüzey difüzyon katsayısı, Tek geçişli sistemler, Resirkülasyonlu sistemler, Matematiksel modelleme, Ion-exchange, Paramagnetic Resin Preparation, Fixed bed, Fluidised bed, Mass transfer coefficient, Surface diffusion coefficient, Single Pass system, Re circulation system. Mathematical modelling
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 201
Özet
ÖZET Bu tez, paramanyetik iyon değiştirici reçinelerin hazırlanması ve uygulamaları üzerine yapılan çalışmaları içerir. Tezde, sıvı film kütle aktarım katsayısı ile yüzey (katı) difüzyon katsayısının tesbiti ve sabit yataklı iyon değiştirici kolonlarda karşılaşılan kütle aktarım davranışlarının incelenmesine yönelik çalışmalara özel önem verilmiştir. Yapılan deneylerden Langmuir, Freundlich, Fritz- Schlünder ve Redlich-Peterson izoterm modellerinine ait parametreler tayin edilmiştir. İyon değiştirme prosesleri ile ilgili deneysel çalışmalar, hem tek geçiş hem de resirkülasyonlu sistemlerde yapılmıştır. Paramanyetik iyon değiştirici reçinelerin performanlarını değerlendirebilmek amacıyla üç farklı iyon (Ca++, K+ ve Na+) seçilmiştir. Ceste (batch) ve sürekli tip kolon deneylerinde kullanılan çözeltiler (tek bileşenli veya çok bileşenli), söz konusu bu üç iyonun farklı konsantrasyonlarını içerecek şekilde hazırlanmıştır. Tek geçişli sabit yatak Ca*+ ve K" deneylerinde üç farklı yatak yüksekliği kullanılmış, Na+ deneyleri ise yalnızca bir tek yatak yüksekliğinde yapılmıştır. Bu gruptaki deneylerde; akış hızı ve kolona giren çözelti konsantrasyonunun breakthrough eğrilerine olan etkisi araştırılmıştır. Resirkülasyonlu sistemlerde ise yatak yüksekliği sabit tutulmuştur. Rezervuar başlangıç bileşiminin ve resirkülasyon hızının, rezervuar konsantrasyonunun zamanla değişimine etkisi incelenmiştir. Deneysel koşullar altında, tek geçişli ve resirkülasyonlu sistemleri temsil eden matematiksel model çıktıları ile deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır. Model çıktıları ve deneysel ölçümler arasındaki uyuşumun sağlanmasına denk gelen parametreler; akış sistemlerine (sıvı film kütle aktarım katsayısı) ve hazırlanan paramanyetik iyon değiştirici reçineye (yüzey difüzyon katsayısı) ait kütle aktarım karakteristikleri olarak bulunmuştur. Akış sistemlerinde, iyon değiştirme proseslerindeki toplam kütle aktarım direncinini kontrol eden basamağın partikülün iç direnci olduğu sonucuna varılmıştır. Partiküldeki iyon değiştirme sitelerinin dolmaya başlaması ile (iyon değiştirme prosesin başlangıcından belli bir süre sonra) bu etki daha belirgin hale gelmektedir. Tezde kullanılan matematiksel modeller, yüzey difüzyon katsayılarının konsantrasyona bağlı olduğu sonucunu doğurmaktadır. Katı konsantrasyonunun artması ile yüzey difüzyon katsayısının arttığı gözlenmiştir. Yüzey difüzyon katsayısının konsantrasyona bağımlılığını veren bir ifade ileri sürülmüş, bu ifadenin parametrelerihesaplanmıştır. Model yardımı ile hesaplanan konsantrasyon-zaman değerlerinin deneysel verilerle uyum içerisinde olduğu gözlenmiştir. Elde edilen kütle aktarım parametreleri daha önceki araştırıcıların sonuçları ile aynı mertebededir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT This thesis describes the research carried on the preparation of paramagnetic ion-exchange resins and their applications. Of particular interest was the determination of liquid film mass transfer coefficient; surface (solid) diffusion coefficient; and mass transfer characteristics of fixed-bed ion exchangers. Experiments have been conducted to determine the parameters of Langmuir, Freundlich, Fritz-Schlünder, and Redlich-Peterson isotherm models. The column studies of ion exchange process were carried out both for once through (single-pass) and re circulated systems. In order to evaluate the performance of the paramagnetic ion-exchange resins, three different ions (Ca1“1”, K+ and Na+) were chosen. These ions were also used during the column experiments. Three different bed lengths were used for single pass fixed-bed experiments for Ca++. K+ and Na ' experiments were performed with only a single bed length. The effects of flow rate and inlet fluid concentration on the breakthrough curves, in fixed-bed experiments were investigated. For re-circulation systems, bed length was kept constant. The effects of flow rate and reservoir initial composition on the change of reservoir concentration with time were investigated. In this work, the outputs of the detailed mathematical models of single-pass and re-circulating systems were compared with the experimental data, by using the parameters of experimental conditions. The agreement between the model output and experimental measurements were searched, so as to determine mass transfers characteristics of the flow systems (liquid film mass transfer coefficients) and that of the paramagnetic ion-exchange resins prepared (surface diffusion coefficients). It was concluded that during the ion exchange process in flow systems, the particle internal resistance becomes the controlling step of the overall mass transfer resistance. This phenomenon becomes especially factual, particularly after the available sites of exchange start to exhaust, i.e. after the initial period of ion-exchange process. The predictions of the models indicated that the surface diffusion coefficient is concentration dependent. It was observed that surface diffusion coefficient increases with the increase of the solid concentration. An expression is proposed, that is based on the concentration dependence 111of surface diffusion coefficient, and the parameters regarding to this expression was evaluated. The model predicted concentration-time profiles were in close agreement with the experimental data. The calculated mass transfer parameters were within the range of the values that were presented by the other previous investigators.
Benzer Tezler
- Yeni sübstitüe ftalosiyaninlerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
ŞEBNUR MEREY
Doktora
Türkçe
1998
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiAnorganik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZER BEKAROĞLU
- Tuning electron transport in metal films and graphene with organic monolayers
Başlık çevirisi yok
DERYA ATAÇ
- Geçiş metal iyonlarının bazı toprak alkali formatlara katkılanmasıyla oluşturulan paramanyetik maddelerin EPR spektrokopisi ile incelenmesi
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN KALKAN
Doktora
Türkçe
1996
Fizik ve Fizik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEVZİ KÖKSAL
- Yeni sübstitüe ftalosiyaninlerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
The Synthesis and properties of new substituded pathalocyanines
SÜLEYMAN GÜRSOY
- Microstructural and mechanical characterization of nitrogen ion implanted and plasma ion nitrided plastic injection mould steel
Nitrojen iyonu implante edilmiş ve plazma nitrasyonu yapılmış plastik injeksiyon kalıp çeliğinin mikroyapısal ve mekanik özelliklerinin karakterizasyonu
ORTAÇ ONMUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Metalurji Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ORHAN ÖZTÜRK
DOÇ. DR. MUSTAFA GÜDEN