https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/1456 2026-06-24T05:50:55Z https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/1494 Title: Кавітація у комбінованих технологіях очищення стічних вод від толуену Authors: Сухацький, Юрій Вікторович; Знак, Зеновій Орестович; Капаціла, С.М.; Садова, І.Б. Abstract: Проаналізовано застосування акустичної і гідродинамічної кавітації та їх комбінацій з іншими методами для очищення стічних вод від дисперсних твердих частинок та органічних сполук. Показано доцільність поєднання кавітації з реаґентним обробленням для підвищення ступеня деградації забруднювачів. Подано характеристику методу спектроскопії в ультрафіолетовому та видимому діапазонах спектра для визначення концентрації толуену в імітаті стічних вод. Наведено залежності концентрації толуену і температури реакційної системи від тривалості кавітаційного оброблення за різних значень питомої потужності ультразвукового випромінювання, тиску на вході у гідродинамічний кавітатор, різного реаґентного режиму. Розраховано ступінь деградації толуену і константу швидкості цього процесу за різних параметрів кавітаційного оброблення. Шляхом порівняння констант швидкості деградації толуену і ступенів деградації для комбінованих технологій (акустична кавітація+H2O2; гідродинамічна кавітація+H2O2) встановлено, що гідродинамічна кавітація є значно ефективнішою, ніж акустична.; The use of acoustic and hydrodynamic cavitation and their combinations with other methods (reagent treatment – hydrogen peroxide, Fenton reagent, ozone, etc.) for wastewater treatment from dispersed solids and organic compounds is analyzed. The feasibility of combining cavitation with reagent treatment to increase the degree of pollutant degradation has been demonstrated. A characteristics of the spectroscopy method in ultraviolet and visible spectral ranges is given to determine the concentration of toluene in wastewater imitation. The dependences of toluene concentration and the reaction system temperature on the duration of cavitation treatment at different values of the specific power of ultrasonic radiation, the pressure at the entrance to hydrodynamic cavitator, different reagent modes are presented. The degree of toluene degradation and the rate constant of this process for different parameters of cavitation processing are calculated. It is found that an increase in the specific power of ultrasonic radiation from 53.3 to 83.3 W/dm3 has caused a decrease in the degree of toluene degradation by 11.2 % (from 82.5 to 71.3 %), and the rate constant by 2.5 times (from 5.6·10-4 to 2.2·10-4 s -1 ), which is explained by two factors: the formation of Babstones and the change in the structure of the fluid according to Frenkel's kinetic theory. It is established that the use of combined technology (acoustic cavitation + hydrogen peroxide) allows to increase the rate of toluene degradation from 82.5 to 84 % and the rate constant by 26.8 % (from 5.6·10-4 to 7.1·10-4 s -1 ). It is determined that the combination of hydrodynamic cavitation and reagent treatment (hydrogen peroxide) allows to increase the rate of toluene degradation by 2.5 % (from 95.8 to 98.3 %). By comparing the rate constants of toluene degradation and the degradation rates for combined technologies (acoustic cavitation + H2O2; hydrodynamic cavitation + H2O2), it is found that hydrodynamic cavitation is much more efficient than acoustic one 2020-01-01T00:00:00Z https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/1493 Title: Синтез гідразину як метод очищення стоків виробництва карбаміду Authors: Демчук, Іванна Михайлівна; Столяренко, Геннадій Степанович; Вязовик, Віталій Миколайович Abstract: У зв’язку з наявністю «вузьких місць» в існуючих технологіях виробництва карбаміду пошук перспективних напрямів удосконалення виробництва є актуальною задачею сьогодення. У процесі синтезу карбаміду утворюється до 1,5 м3 стічних вод на одну тонну продукту у вигляді конденсату сокової пари. Для очищення стоки направляють на гідроліз карбаміду з наступною десорбцією аміаку та вуглекислого газу. Сполуки зв’язаного азоту для доочищення направляють на біологічні очисні споруди, ефективність яких не перевищує 80 %. Вищезазначений спосіб очищення стоків потребує високих витрат електричної та теплової енергії. Гідроліз та десорбція конденсату сокової пари оцінюються як сучасний і найбільш перспективний спосіб утилізації стоків, який впроваджений на всіх установках синтезу карбаміду. У роботі розглянуто новий метод утилізації азотовмісних конденсатів виробництва карбаміду шляхом їх використання як вторинної сировини для синтезу гідразину. Проведено дослідження процесу синтезу гідразину в електромагнітному реакторі синтезу, а саме: вивчено вплив швидкості потоку реакційної суміші, що надходить в електромагнітний реактор синтезу N2H4, на вихід продукту. Встановлено залежність значення ступеня перетворення азоту загального в N2H4 від швидкості потоку реакційної суміші в мультимодовий електромагнітний реактор синтезу гідразину. Проведено математичну обробку експериментально отриманих даних з метою встановлення оптимального режиму потоку. Підтверджено результати розрахунку математичної моделі кінетики хімічних реакцій, що ініціюються електромагнітним нагрівом, шляхом вирішення системи рівнянь Ареніуса і теплопровідності за неявною схемою. Підтверджено, що більш ефективним є циклічний нагрів. У ході досліджень встановлено, що процеси синтезу гідразину проходять у дифузійній області. Виявлено, що відсутність насосів, хоча й знижує енерговитрати установки синтезу гідразину з вторинної сировини, але при впровадженні у виробництво ускладнює процес його контролю через самовільну регуляцію швидкості відведення синтез-розчину з зони реакції, викликаної ефектами внутрішнього ерліфту газом СО2 та імплозії.; Today, the search of promising directions of production improvement is an urgent task. In the process of carbamide synthesis, up to 1.5 m3 of wastewater per ton of product is formed. Steam condensate formed during the concentration of a carbamide solution in vacuum evaporators is the main part of the effluent. For purification, the effluent is sent to a hydrolyzer for the hydrolysis of carbamide. Next, a desorption of ammonia and carbon dioxide occurs. Sewage containing bound nitrogen compounds for further treatment are sent to biological treatment facilities. The effectiveness of biological purification does not exceed 80 %. The aforementioned method of wastewater treatment requires high costs of electric and thermal energy. Hydrolysis and desorption of juice condensate are estimated as the most modern and most promising way of waste disposal. This method is implemented in all plants for the synthesis of carbamide. The article considers a new method for the utilization of nitrogen-containing condensates of carbanide production by using them as secondary raw materials for hydrazine synthesis. A study of the synthesis of hydrazine in an electromagnetic synthesis reactor has been carried out. The effect of the flow rate of the reaction mixture entering the electromagnetic N2H4 synthesis reactor on the product yield has been studied. The dependence of the degree of conversion of total nitrogen to N2H4 on the flow rate of the reaction mixture into a multimode electromagnetic hydrazine synthesis reactor is established. Experimentally obtained data are mathematically processed in order to establish the optimal flow regime. The results of calculating the mathematical model of the kinetics of chemical reactions initiated by electromagnetic heating are confirmed by solving the system of Arrhenius equations and thermal conductivity in an implicit scheme. It has been confirmed that cyclic heating of the reaction mixture is more effective. In the course of studies, it is found that the synthesis of hydrazine proceeds in the diffusion area. Despite the fact that the absence of pumps reduces the energy consumption of a hydrazine synthesis plant from secondary raw materials, it is difficult to control the production process when introduced into production. The phenomenon of spontaneous regulation of the rate of removal of the synthesis solution from the reaction zone is initiated by the effects of internal airlift by CO2 gas and implosion 2020-01-01T00:00:00Z https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/1492 Title: Використання природних сорбентів в процесах очищення поглинальних розчинів поташу виробництв аміаку Authors: Громико, Андрій Володимирович; Столяренко, Геннадій Степанович; Позігун, М.В. Abstract: На кафедрі хімічних технологій та водоочищення Черкаського державного технологічного університету було проведено експериментальні дослідження з визначення адсорбційної здатності активованих бентонітових глин щодо поглинання із розчинів поташу смолистих речовин та корозійно активних сполук. У ході роботи встановлено, що бентонітові глини, активовані методом кислотної та лужної активації, мають достатню поглинальну здатність щодо смолистих речовин та корозійно активних сполук, щоб провести заміну активованого вугілля, що використовується для цих цілей на виробництві. Виявлено, що найнижчим ступенем поглинання цільових компонентів розчину поташу характеризується глина кислотної активації. Глина лужної активації також поглинає в процесі адсорбції К2СО3, КНСО3, ДЕА та V2О5, але більшою мірою, ніж глина кислотної активації. Найбільший ступінь поглинання має активоване вугілля. Цей недолік активованого вугілля викликає необхідність постійного поповнення поглинального розчину новими порціями К2СО3, КНСО3, ДЕА, що збільшує виробничі витрати на очищення синтез-газу від оксиду вуглецю (IV).; Today, the problem of purification of monoethanolamine (MEA) solutions and potassium-based, deethanolamine (DEA) activated solutions to purify gases from carbon dioxide is very acute at the enterprises of chemical industry for the production of ammonia in the synthesis scheme, at the stage of carbon monoxide conversion. Long-term use of such solutions (Carsol solution (25-28 % of КНСО3 and 1,.8 % of diethanolamine) and Benfield solution (29-30 % of КНСО3 and 2,9 % of diethanolamine)) leads to a decrease in their absorption capacity. At the stage of high-temperature regeneration, indirect processes of thermal diethanolamine decomposition occur in the volume of solutions, resulting in the formation of resinous substances and corrosion-active compounds, for removal of which additional stage for filtration of solutions on carbon filters is introduced into the flow chart. Experimental studies have been conducted at the Department of Chemical Technology and Water Purification to determine the adsorption capacity of activated bentonite clays for absorption of solutions of resinous substances and corrosion-active compounds. During the work, it has been established that bentonite clays activated by acid and alkaline activation have sufficient absorption capacity for resinous substances and corrosion-active compounds to replace the activated carbon used for these production purposes. It is revealed that the clay of acid activation is characterized by the lowest degree of absorption of the target components of the potassium solution. The clay of alkaline activation also absorbs K2CO3, KHCO3, diethanolamine and V2O5 in the process of adsorption but to a greater extent than the clay of acid activation. Activated carbon has the highest degree of absorption. Activated carbon has the highest degree of absorption. This disadvantage of activated carbon necessitates the constant replenishment of the absorbent solution with new portions of K2CO3, KHCO3, diethanolamine, which increases the production costs for purification of synthesis gas from carbon monoxide (IV) 2020-01-01T00:00:00Z https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/1491 Title: Дослідження кінетики процесу окиснювального амонолізу метану Authors: Авіна, С.І.; Фандеєва, А.А.; Гринь, Г.І. Abstract: Представлено основні результати досліджень кінетики процесу окиснювального амонолізу метану. Промислове виробництво ціанистого водню є основою виробництва одного з важливих компонентів видобутку золота – ціаніду натрію. На сьогоднішній день основний спосіб виробництва ціанистого натрію базується на нейтралізації синильної кислоти, отриманої каталітичним синтезом метану, аміаку і кисню повітря на платиноїдному каталізаторі, розчином лугу. Проведено дослідження кінетичних параметрів процесу окиснювального амонолізу метану, а саме, визначення залежності часу контактування та швидкості реакції від технологічних параметрів процесу. Відомо, що найбільше впливає на процес окиснювального амонолізу метану вміст платиноваих металів у каталізаторі, а також кількість сіток у пакеті та розвиненість його поверхні. Встановлено, що при зниженому вмісті одного з реагентів у початковій газовій суміші, а саме NH3, після реактора синтезу ціанистого водню в контактному газі наявна значна кількість непрореагованих компонентів суміші. Проведено розрахунки часу контактування для платиноїдних сіток різної розвиненої поверхні при різних тисках і сталій температурі 1193 оК. Виявлено, що найбільший вплив на час контактування має кількість сіток у пакеті платиноїдного каталізатора. Доведено, що при збільшенні лінійної швидкості газового потоку підвищується вихід ціанистого водню. На основі експериментальних даних визначено швидкість процесу реакції утворення НСN і перебігу дифузійного процесу за першим порядком. При об’ємній концентрації за аміаком 10,75 % об. швидкість реакції утворення ціанистого водню становить 0,75 с.; The main results of research of the kinetics of the process of methane oxidative ammonolysis are presented. Industrial production of hydrogen cyanide is the basis for the production of one of the important components for gold production – sodium cyanide. Now, the main method of production of sodium cyanide is based on the neutralization of hydrocyanic acid, obtained by catalytic synthesis of methane, ammonia and oxygen in a platinum catalyst, by alkali solution. The purpose of the investigation is to research kinetic parameters of the process of methane oxidative ammonolysis, namely to determine the dependence of contact time and reaction rate on technological parameters of the process. It is known that the content of platinized metals in the catalyst, as well as the number of nets in the package and its surface development, have the greatest influence on the process of methane oxidative ammonolysis. It is established that with the reduced content of the one of reagents in the initial gas mixture, namely NH3, after cyanide hydrogen synthesis reactor, a considerable amount of unreacted components of the mixture is present in contact gas. The time of the contact for platinum nets for different developed surfaces at different pressures and constant temperature of 1193 K is calculated. The number of nets in the platinum catalyst package have the greatest influence on contact time. It is proved that with increasing a linear velocity of the gas stream, the cyanide hydrogen output is increased. Based on the experimental data, the rate of the reaction of HCN formation and the flow of the diffusion process in the first order are determined. At a volumetric ammonia concentration 10,75 % vol., the rate of the reaction of cyanide hydrogen formation is 0,75 s. 2020-01-01T00:00:00Z