Адсорбційні характеристики активованих вуглецевих волокнистих матеріалів щодо циклогексану. Вплив відносної вологості газоповітряного середовища
Вантажиться...
Дата
2024
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
0367-1631
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
У динамічних умовах досліджено вплив відносної вологості (RH) газоповітряного середовища (ГПС) на адсорбцію циклогексану комерційно доступним в Україні нетканим активованим вуглецевим волокнистим матеріалом (АВВМ) «Карбапон Б-Актив». Показано, що для кожного значення відносної вологості в діапазоні 16-84% криві проскоку циклогексану через нерухомий шар АВВМ в координатах (tпр, ln(c0/cпр–1)) апроксимуються прямими лініями - tпр = A – B·ln(c0/cпр–1), і рівняння Уїлера-Джонаса можна використовувати для аналізу кривих проскоку та визначення його залежних змінних: адсорбційної ємності АВВМ - q0(RH) та константи швидкості адсорбції пари С6H12 - kv(RH). Показано, що присутність водяної пари у ГПС не впливає на адсорбційну ємність АВВМ приблизно до RH =35%, і тільки потім,q0 поступово зменшується із збільшенням відносної вологості; константа швидкості адсорбції kv суттєво зменшується із збільшенням RH. У діапазоні RH 30-85% одержані допоміжні емпіричні рівняння для залежних змінних рівняння Уїлера-Джонаса q0(RH) і kv(RH). Продемонстровано адаптацію рівняння Уїлера-Джонаса для прогнозування часу захисної дії в умовах реального використання, варіюючи його незалежні змінні: масу і геометричні розміри шару адсорбента, концентрацію пари С6H12 та відносну вологість ГПС. Обговорено перспективність використання нетканого «Карбапон В-Актив» для захисту органів дихання, зокрема, для спорядження респіраторів з фільтруючою лицевою частиною.
The influence of the gas-air environment (GAE) relative humidity (RH) on adsorption of cyclohexane by commercially available in Ukraine non-woven activated carbon fiber material (ACFM) “Carbapon B-Active” was investigated under dynamic conditions. It is shown that for each relative humidity value in the range of 16-84% the curves of cyclohexane break throught hrougha fixed layer of ACFMin the coordinates ( tпр, ln(c0/cпр–1)) are approximated by straight lines - tпр = A – B·ln(c0/cпр–1), and the Wheeler-Jonas equation can be used to analyze the breakthroughcurves and determine its dependent variables: ACFM adsorption capacity – q0(RH) and the С6H12 vapor adsorption rate constant – kv(RH). It is shown that the presence of water vapor in the GAE does not affect ACFM adsorption capacity up to approximately RH = 35%, and only then gradually decreases with increasing relative humidity; adsorption rate constant kv significantly decreases with increasing RH. In the range of RH 30 – 85% auxiliary empirical equations for the dependent variables of the Wheeler-Jonas equation q0(RH) and kv(RH) are obtained. The adaptation of the Wheeler-Jonas equation for predicting the breakthrough times under real-life conditions is demonstrated by varying its independent variables: mass and adsorbent layer geometric dimensions, C6H12 vapor concentration and GAE relative humidity. The prospects of using a layer of non-woven "Carbapon B-Active" for respiratory protection, in particular, for filtering facepiece respirators, are discussed.
The influence of the gas-air environment (GAE) relative humidity (RH) on adsorption of cyclohexane by commercially available in Ukraine non-woven activated carbon fiber material (ACFM) “Carbapon B-Active” was investigated under dynamic conditions. It is shown that for each relative humidity value in the range of 16-84% the curves of cyclohexane break throught hrougha fixed layer of ACFMin the coordinates ( tпр, ln(c0/cпр–1)) are approximated by straight lines - tпр = A – B·ln(c0/cпр–1), and the Wheeler-Jonas equation can be used to analyze the breakthroughcurves and determine its dependent variables: ACFM adsorption capacity – q0(RH) and the С6H12 vapor adsorption rate constant – kv(RH). It is shown that the presence of water vapor in the GAE does not affect ACFM adsorption capacity up to approximately RH = 35%, and only then gradually decreases with increasing relative humidity; adsorption rate constant kv significantly decreases with increasing RH. In the range of RH 30 – 85% auxiliary empirical equations for the dependent variables of the Wheeler-Jonas equation q0(RH) and kv(RH) are obtained. The adaptation of the Wheeler-Jonas equation for predicting the breakthrough times under real-life conditions is demonstrated by varying its independent variables: mass and adsorbent layer geometric dimensions, C6H12 vapor concentration and GAE relative humidity. The prospects of using a layer of non-woven "Carbapon B-Active" for respiratory protection, in particular, for filtering facepiece respirators, are discussed.
Опис
Ключові слова
активовані вуглецеві волокнисті матеріали, циклогексан, динамічна сорбція, модель адсорбції Уїлера-Джонаса, криві проскоку, константа швидкості адсорбції, сорбційна ємність, час захисної дії, activated carbon fiber materials, volatile organic compounds, cyclohexane, gas filters and combined filters, dynamic sorption, Wheeler-Jonas adsorption model, breakthrough curves, adsorption rate constant, sorption capacity, breakthrough time
Бібліографічний опис
Кіро С. А. Адсорбційні характеристики активованих вуглецевих волокнистих матеріалів щодо циклогексану. Вплив відносної вологості газоповітряного середовища / С. А. Кіро, О. П. Єфіменко, Р. Є. Хома // Фізика аеродисперсних систем : наук. зб. – Одеса : Одес. нац. ун-т ім. І. І. Мечникова, 2024. – Вип. 62. – С. 120–129.
ORCID:
УДК
628.16.081.3