Phase Behavior of Aqueous Na-K-Mg-Ca-CI-NO3 Mixtures: Isopiestic Measurements and Thermodynamic Modeling

A comprehensive model has been established for calculating thermodynamic properties of multicomponent aqueous systems containing the Na{sup +}, K{sup +}, Mg{sup 2+}, Ca{sup 2+}, Cl{sup -}, and NO{sub 3}{sup -} ions. The thermodynamic framework is based on a previously developed model for mixed-solvent electrolyte solutions. The framework has been designed to reproduce the properties of salt solutions at temperatures ranging from the freezing point to 300 C and concentrations ranging from infinite dilution to the fused salt limit. The model has been parameterized using a combination of an extensive literature database and new isopiestic measurements for thirteen salt mixtures at 140 C. The measurements have been performed using Oak Ridge National Laboratory's (ORNL) previously designed gravimetric isopiestic apparatus, which makes it possible to detect solid phase precipitation. Water activities are reported for mixtures with a fixed ratio of salts as a function of the total apparent salt mole fraction. The isopiestic measurements reported here simultaneously reflect two fundamental properties of the system, i.e., the activity of water as a function of solution concentration and the occurrence of solid-liquid transitions. The thermodynamic model accurately reproduces the new isopiestic data as well as literature data for binary, ternary and higher-order subsystems. Because of its high accuracy in calculating vapor-liquid and solid-liquid equilibria, the model is suitable for studying deliquescence behavior of multicomponent salt systems

Analysis of immision measurements results by instructural methods

Przedstawiono rezultaty analizy pomiarów imisji rejestrowanych na stacjach monitoringu powietrza metodami niestrukturalnymi. Podstawą obliczeń były wyniki uzyskane w okresie wrzesień 2007-luty 2008 r. w aglomeracji krakowskiej. Tradycyjnymi metodami statystycznymi wyznaczono rozkłady prawdopodobieństwa spełniane przez dane doświadczalne. Stosując sztuczne sieci neuronowe opisano szeregi czasowe badanych zmiennych. Tą metodą zbadano również struktury i prawidłowości ukryte w danych doświadczalnych. Opisano zależności imisji od parametrów meteorologicznych oraz wyznaczono współzależności pomiędzy stężeniami wybranych zanieczyszczeń.The results of analysis of immision measurements recorded in air monitoring stations, by instructural methods have been presented. The basis calculations were the results obtained in period September 2007-February 2008 in Cracow agglomeration. The probability distributions, fulfilled by the experimental data, have been determined by traditional statistical methods. Using artificial neural networks the time series of investigated variables heve been described. Using this methoded also structures and regularities hidden in the experimental data have been investigated. The dependencies of immision on meteorological parameters have been described and interdependencies between selected contaminants concentrations have been determined

Application of artificial neural nerworks in oxidation kinetic analysis of nanocomposites

This study concerns the application of artificial neural networks in oxidation kinetic analysis of ceramic nanocomposites. The oxidation of the Ti-Si-C ceramic nanocomposite in dry air was studied. The size of the nanoparticles was determined by scanning electron microscopy (SEM). The gaseous oxidation products were analysed by mass spectroscopy (MS) while the solid oxidation products by X-ray diffraction (XRD). The kinetic analysis of the oxidation was based on the Coats-Redfern equation. The kinetic models were identified for the consecutive stages and then the A and E parameters of the Arrhenius equations were evaluated. Artificial neural networks were used at each step of the kinetic calculations

Reaction kinetics of organic admixtures' combustion over low-temperature catalysts

Zbudowano stanowisko doświadczalne umożliwiające wykorzystanie tzw. viatru jonowego do intensyfikacji procesu suszenia konwekcyjnego. Określono szybkości przebiegu pierwszego okresu suszenia wybranych materiałów roślinnych w temperaturze pokojowej podczas odwadniania próbek N polu elektrycznym o natężeniu 328+527 kV m-1 i w warunkach suszenia konwekcyjnego przy przepływie powietrza ze średnią prędkością 0,1 m-s-1. Stwierdzono, że zastosowanie pola elektrycznego prowadzi do zwiększenia szybkości parowania wody z materiału 1,6-4,5-krotnie w stosunku do szybkości suszenia wyłącznie strumieniem powietrza.An experimental system has been assembled for utilization of so-called ionic- wind for the enhancement of convective drying process. The samples of several plant materials were dehydrated at average air velocity of 0.1 m.s-1 and ambient temperature in the electric field of strength equal to 328+527 kVm and in the regular convective drying performed as a reference process. The water evaporation rates within the first period of drying have been assessed. It was stated that the application of electric field may accelerate dehydration rate by 1.6:4.5 times in relation to the traditional convective process

Aspekty kinetyczne procesow katalitycznego spalania domieszek powietrza

A catalytic combustion of organic admixtures of air belongs to the basic technologies of gas purification. A macrokinetics of admixtures combustion over the porous catalysts was described. The theoretical approach is in agreement with standard description of macrokinetics of the catalytic processes. The relationship between the fundamental magnitudes: observed process rate r*, reaction rate r in the kinetic zone, and a coefficient of the surface utilization η in the form r*= r · η have been described. These magnitudes combines the Thiele module φ. A kinetics equation for the isothermal and non-isothermal conditions was provided. The influence of mass and heat transfer in the catalyst grain on the course of the process was described by means of the surface utilization coefficient η. An equation describing this coefficient for both isothermal and non-isothermal conditions was given. The second part of this work concerns the application of theory. When the composition of purified gas is continuously varied, a quantitative approach is rather impossible. The theory was used for the qualitative analysis of process on the basis of the experimental results. A fulfillment of the first-order kinetics means that the degree of admixtures conversion does not depend on their initial concentrations. A non-isothermicity of the catalyst grain is expressed in such a way that the process rate observed over the large porous grains of the catalyst can be higher than the reaction rate in the kinetic zone. A temperature deference between the catalyst grains and flowing gas causes that the reactor can be stably operated at varied concentrations of admixtures and temperature over a relatively wide range. It was also demonstrated that the flammable admixtures may advantageously influence the conversion of hardly combustible admixtures.Katalityczne spalanie domieszek organicznych powietrza należy do podstawowych technologii oczyszczania gazów. Opisano makrokinetykę spalania domieszek na katalizatorach porowatych. Ujęcie teoretyczne jest zgodne ze standardowym opisem makrokinetyki procesów katalitycznych. Opisano relacje pomiędzy podstawowymi wielkościami: obserwowaną szybkością procesu r*, szybkością reakcji w obszarze kinetycznym r i współczynnikiem wykorzystania powierzchni η, w formie r*=r ·η. Łączy je moduł Thielego ö. Podano równanie kinetyczne dla warunków izotermicznych i warunków nieizotermicznych. Wpływ transportu masy i transportu ciepła w ziarnie katalizatora na przebieg procesu opisano za pomocą współczynnika wykorzystania powierzchni η. Podano równanie opisujące ten współczynnik dla warunków izotermicznych i nieizotermicznych. Druga część pracy dotyczy zastosowania teorii. Przy ciągłej zmianie składu oczyszczanego gazu ujęcie ilościowe nie bardzo jest możliwe. Teorię zastosowano do jakościowej analizy procesu na podstawie wyników doświadczalnych. Spełnienie kinetyki I-rzędu oznacza, że stopień przemiany domieszek nie zależy od ich stężenia początkowego. Nieizotermiczność ziarna katalizatora przejawia się w ten sposób, że obserwowana szybkość procesu na dużych ziarnach porowatych katalizatorów może być wyższa niż szybkość reakcji w obszarze kinetycznym. Różnica temperatury pomiędzy ziarnami katalizatora i przepływającym gazem powoduje, że reaktor może pracować stabilnie przy zmiennych stężeniach domieszek i temperatury w dosyć szerokich zakresach. Wykazano też, że domieszki spalające się łatwo mogą korzystnie wpływać na przemianę domieszek spalających się trudno

Analiza wyników pomiarów imisji w rejonie Krakowa metodami niestrukturalnymi

The analysis results of imission measurements recorded at monitoring stations in Cracow region in the period of September 2007 – April 2008 have been presented. Contamination levels of SO2, CO, NO, NOx, PM10, O3 and meteorological parameters: wind direction, wind speed, temperature and atmospheric pressure were examined. The measured magnitudes determine time series with periodic oscillations and oscillations in shorter periods. Dynamics of imission and meteorological parameters changes in time were described and dependencies of contamination levels of pollutants on meteorological parameters were analyzed. The way of imission fields construction on the basis of experimental data was given. Instructural methods have been applied.Przedstawiono wyniki analizy pomiarów imisji rejestrowanych na stacjach monitoringu powietrza w regionie krakowskim w okresie wrzesień 2007 – kwiecień 2008. Rozpatrywano poziomy stężeń SO2, CO, NO, NOx, PM10, O3 oraz parametry meteorologiczne kierunek i prędkość wiatru, temperatura i ciśnienie atmosferyczne. Mierzone wielkości w czasie wyznaczają szeregi czasowe z wahaniami okresowymi i wahaniami w krótszych okresach. Opisano dynamikę zmian imisji i parametrów meteorologicznych w czasie oraz przeanalizowano zależności poziomów stężeń zanieczyszczeń od parametrów meteorologicznych. Podano także sposób konstrukcji pól imisji na podstawie danych doświadczalnych. Stosowano metody niestrukturalne

Destructive oxidation of toluene admixture in air in a corona and hybrid corona-catalytic reactors

Przedstawiono wyniki badań destrukcyjnego utleniania domieszki toluenu w powietrzu w reaktorze koronowym i reaktorze hybrydowym, koronowo - katalitycznym. Stosowano zasilacz i reaktory własnej konstrukcji oraz katalizator (4 g) o składzie 45% mas. Mn02 + 30% mas. Fe203 +25 % mas. CuO, otrzymany w laboratorium autorów. Pomiary wykonano przy różnych parametrach pracy zasilacza. Napięcie zasilania zmieniano w zakresie 13,2÷13,6 kV a częstotliwość prądu w przedziale 0 ÷ 1,8 kHz. Stężenia toluenu zmieniano w zakresie 0,78+7,20 g/m3, a przepływ gazu w granicach 520÷1475 dm3/h. Ustalono, że zależnie od parametrów zasilania, objętościowego przepływu gazów i temperatury gazów uzyskuje się w reaktorze koronowym stopnie destrukcji toluenu do produktów nietoksycznych (C02 i H2O) w zakresie 0,178÷0,755, a w reaktorze hybrydowym koronowo-katalitycznym w granicach 0,29÷0,958. Stwierdzono, że wzrost częstotliwości pracy generatora powoduje zwiększenie stopnia przemiany w obu typach reaktorów. Natomiast zwiększenie objętościowego przepływu gazów skutkuje obniżeniem stopnia przemiany tej domieszki.Research results dealing with the destructive oxidation of toluene admixture in air using a corona and hybrid corona - catalytic reactors are presented. A generator and reactors of authors’ own design and catalyst (4 g) of composition 45 wt. % Mn02, 30 wt. % Fe203 and 25 wt. % CuO obtained in authors own laboratory were used. The measurements were performed for different parameters of generator operation. A generator voltage varied in a range from 13.2 to 13.6 kV, whereas current frequency in a range of 0.4÷1.8 kHz. The toluene concentration was changed in a range 0.78÷7.20 g/m3 and gas flow rate within a range 520÷1475 Ndm3/ h. It was established that depending on generator parameters, volume gas flow rate and gas temperature, the destruction degree of toluene to non-toxic products (C02 i H2O) achieved for the corona and hybrid corona - catalytic reactors were in a range of 0.178÷0.755 and 0.29÷0.958, respectively. It was found that the increase of generator operational frequency caused the enhancement of toluene conversion degree for both types of reactors. On the other hand, the increase of volume gas flow rate resulted in the decrease of toluene conversion degree