在建模突破曲线的新趋势,以消除污染物使用吸附在先进的单立体几何形状上的吸附
Saul O Gutierrez-Reyna1, E C Herrera-Hernández1, Carlos G Aguilar-Madera2
1Centro de Investigación y Estudios de Posgrado, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, San Luis Potosí, 78260, Mexico.
Environmental research
|December 12, 2023
概括
这项研究使用新的单体几何学模型在动态系统中模拟吸附. 优化的设计通过减少扩散效应和增强固定床中的质量转移,提高了高达80%的吸附剂利用率.
科学领域:
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 吸附科学 吸附科学
- 数学建模的数学建模
背景情况:
- 吸附过程对于分离和净化至关重要.
- 在动态系统中优化吸附材料的使用和效率仍然是一个挑战.
- 先进的单立体几何体为提高性能提供了潜力.
研究的目的:
- 开发一个严格的数学模型,用于在动态状态下的吸附.
- 为了研究不同轴对称单体岩床几何形状对性能的影响.
- 为了提高吸附剂利用率和减少扩散效应.
主要方法:
- 提出了四个不同的单体岩床几何形状,与轴对称通道分布.
- 将质量和动量转移现象纳入数学模型.
- 使用COMSOL多物理与文学衍生参数解决了模型.
主要成果:
- 该模型表现出良好的物理一致性,并且需要短收时间 (2-4小时).
- 优化的几何结构实现了高达80%的吸附材料利用率.
- 交叉环的几何学表现出最好的性能与可接受的水力动力学.
结论:
- 床的几何变化可以显著减少扩散效应,并划分质量转移区域.
- 优化的单体设计提高了吸附剂固定床的效率.
- 该研究为设计高性能吸附系统提供了一个框架.
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