Специфика процесса экстракции сложного по своему, в том числе по фазово-дисперсному, состоянию рассматриваемого нефтесодержащего отхода - нефтешлама требует учета характера межмолекулярных взаимодействий, которые существенно отличаются в жидкой и паровой фазах и на межфазной поверхности. Поэтому при изучении физико-химических превращений была проведена разработка конкретных модельных схем с учетом особенностей структуры, а также анализ возможных изменений в механизме фазовых превращений и динамики межфазного взаимодействия и т.д. Естественно, что необходимым условием построения адекватных математических моделей является знание теплофизических, термодинамических и переносных свойств веществ для конкретных условий эксперимента.
В настоящее время проблемы предвычисления физических свойств жидкостей, расшифровки электронной структуры и определения молекулярных характеристик, модельного преобразования условий на границах раздела фаз, хотя и находятся в сфере внимания многих специалистов, однако изучены недостаточно.
В ходе проведенных исследований были получены опытные данные по интенсивности теплоотдачи и конденсации смеси паров воды и растворителя. Результаты математического моделирования «элементарных» процессов и оценка их адекватности позволила установить основную направленность поведения исследуемой системы. Вместе с тем через обратную связь между результатами экспериментов и принятыми идеализированными физическими схемами «элементарных» процессов определены оптимальные режимные условия для их осуществления.
Методом вычислительного эксперимента получены результаты аналитических решений уравнений нестационарной диффузии, описывающих внутри диффузионную область процессов экстракции с дискретным отводом вещества (многоступенчатое экстрагирование) и бесступенчатое экстрагирование для пористых изотропных в диффузионном отношении твердых частиц нефтешлама.
На основании полученных результатов дана аналитическая оценка характера влияния основных параметров процесса экстрагирования нефтешламов на конечный результат степени обезвреживания данного опасного отхода производства, и на их основе показаны приоритетные направления интенсификации и совершенствования рассматриваемого природоохранного технологического процесса, которые непосредственно связаны с установленными в ходе данного эксперимента закономерностями:
- влияния на экстрагирование эффективного коэффициента диффузии и характерного размера частиц;
- с увеличением числа ступеней дискретный процесс по эффективности приближается к бесступенчатому, причем при значении коэффициента эффективной диффузии менее 8×10-12 м2/с дискретный процесс при 30 и более ступенях эффективней бесступенчатого;
- для достижения минимального остаточного содержания извлекаемого из нефтешлама токсичного компонента в ходе его экстракции достаточная продолжительность процесса составляет от одного до трех часов для интервала изменения значений коэффициента эффективной диффузии (16-4)×10-12 м2/с.
Библиографическая ссылка
Калашникова А. А., Ясьян Ю. П., Коваленко А. Н., Калашникова Л. И. // Успехи современного естествознания. – 2009. – № 5. – С. 46-47;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=15664 (дата обращения: 19.04.2024).