P olitechn ika Slqska
W yd zial C h e m ic z n y G liw ice, 2013.01.10
ul. Ks. M. Strzody 7 44-100 G liw ice
D r hab. inz. Jan T hullie prof. Pol. SI.
O C E N A
P racy doktorskiej m gr inz. M aksym iliana G ^dka p t.:” B adania nad zastosow aniem hybrydow ej polki katalitycznej w p ro cesach w ym iany m asy”
w ykonanej pod k ierunkiem prof. dr hab. inz. Jana H ehlm anna
A paraty w ielo fu n k cy jn e zn ajd u j^ s ii w centrum zainteresow an badaw czych od szeregu lat. Z aproponow ane w przedlozonej pracy now e rozw i^zanie hybrydow ej polki katalitycznej (H PK ), stanow i elem ent kolum ny do destylacji reaktyw nej, b^d^cej aparatem w ielofunkcyjnym , st^_d p o d jic ie tem atu zw i^zanego z badaniem spraw nosci procesow ej takiego rozw i^zania uw azam za w pelni uzasadnione. N adm ienic nalezy, ze H P K je s t przedm iotem zgloszenia p atentow ego oraz realizow anego w drozenia w Z akladzie SO LV EN T W ISTO L S.A.
M erytoryczn a ocena pracy
P rzed lo zo n a p raca sklada s ii z osm iu rozdzialow , zal^cznikow і spisu literatury. Pierw szym rozdzialem je s t w prow adzenie, w ktorym D oktorant
precyzuje cel pracy, jak im je s t opracow anie obliczeniow ego m odelu spraw nosci procesow ej hybrydow ej polki katalitycznej. N a stip n ie om aw ia d e sty lacji
reaktywn^. oraz przypadki, gdy zastosow anie tego procesu je s t korzystne. W ro zd ziale drugim zajm uje si? przegl^dem literatury dotycz^cym p ro jek to w an ia p rocesu destylacji reaktyw nej. O m aw ia kolejno studium w ykonalnosci procesu, w ybor aparatu oraz sposoby przenoszenia skali. W
p rzy p ad k u ostatniego zagadnienia konkluduje, ze w obecnej chw ili przenoszenie skali nie je s t m ozliw e bez uzycia drogich instalacji poJtechnicznych.
S tw ierdzenie to je s t w pelnej zgodnosci z najnow szym i publikacjam i naukow ym i z tego zakresu. Stosunkow o duzo m iejsca posw i^ca doktorant doborow i w y p o sazen ia w netrza kolum n do destylacji reaktyw nej, przy czym w yroznia h o m o g e n ic z n ^ i heterogeniczn^. d esty la cji reaktywn^.. O czyw iscie glow nym zainteresow aniem d p k t^ a n ta je st heterogeniczna destylacja
reaktyw na, gdyz tutaj znajduje swe glow ne zastosow anie bad an a przez niego polka. W ko lejn y m p o d ro zd ziale om aw ia rozne rozw i^zania konstrukcyjne p o lkow ych k o lu m n do destylacji reaktyw nej. Z auw aza, ze przy projektow aniu now ych w y p eln ien kolum n, ja k row niez przy u d o sk o n alan iu obecnie
stosow anych, n ieo d l^ czn e w ydaje si? w ykorzystanie n o w oczesnych m etod typu CFD ( str. 37 ). W p eln i zgadzam si? z tym stw ierdzeniem . N iestety badanie tego ro d zaju nie zostaly w pracy przeprow adzone, со je s t niew ^tpliw ie jej brakiem . B rak ten m o zn a je d n a k usun^c w przyszlosci.
R o zd zial drugi zam yka om ow ienie m etod m odelow ania p ro cesu destylacji reaktyw nej. Przy je g o opracow aniu doktorant korzystal z podstaw ow ej
m onografii z 2003 ro k u w ydanej p o d redakcj^. Sundm achera і K ie n le ’go.
D o k to ran t o m aw ia m odel row now agow y (EQ ), m odel b raku row now agi (N EQ ) oraz m odel k o m o rk o w y N E Q , ktore wyczerpujq. po d staw o w e m odele D R
obecnie stosow ane.
R o zd zial trzeci przechodzi do zasadniczej cz?sci p racy jakq. S3, badania eksperym entalne і zaw iera opis instalacji badaw czej oraz program
p rzep ro w ad zo n y ch badan, a takze pew ne b ad an ia w st?pne. N iestety zbyt ogolny tytul ro zd zialu je s t m oim zdaniem m yl^cy. Tytul brzm i: „ B adania nad
zasto so w an iem hybrydow ej polki katalitycznej w ukladzie absorpcyjnym ” і nadaje si? raczej ja k o w spolny tytul cz?sci dosw iadczalnej pracy.
R o zd zial czw arty posw i?cony je s t hydraulice (H PK ). D o ktorant po krotkim przeg l^d zie literaturow ym stw ierdza b rak zaleznosci dla okreslania oporow h y d rau liczn y ch n a H PK , со je s t truizm em , gdyz je s t to no w e
rozw i^zanie. D o w yznaczenia oporow przeplyw u zap roponow al standardow e ujecie analizy w ym iarow ej. O pisow i p o st?p o w an ia po sw i?co n o m oim zdaniem stanow czo zb y t duzo m iejsca, gdyz m ozna si? bylo ograniczyc do row nania korelacy jn eg o (4.24), dla ktorego dokonano estym acji param etrow . W ynikiem po st?p o w an ia je s t zaleznosc (4.50) b?dq.ca row naniem kryterialnym .
R o zd zial pi%ty dotyczy zagadnien w ym iany m asy, a w szczegolnosci okresleniu w sp o lczy n n ik a w nikania m asy po stronie gazow ej. Tutaj row niez zastosow ano ro zb u d o w an ^ m etod? analizy w ym iarow ej, ktora doprow adzila do row nania k ry terialn eg o (5.32). Po dokonaniu estym acji param etrow tego
row nania n a podstaw ie przeprow adzonych eksperym entow uzyskano zaleznosc (5.64). P o d o b n ie ja k w przypadku oporow hydraulicznych, przeprow adzono analiz? b l?d o w ro w n an ia kryterialnego.
W yci^gni?te w nioski s^ p o p raw n e, przy czym zdaniem D oktoranta, lepszym i p o d w zgledem uzyskanych w artosci w sp o lczy n n ik a w nikania m asy s^. pojem niki n a k a talizato r о m niejszej srednicy ko szy k a w ykonanego z siatki.
W ro zd ziale szostym przedstaw iono zastosow anie m odelu H P K w p rogram ie C hem cad 6 przy zastosow aniu m odelu row now agow ego (EQ). Podano alg o ry tm obliczeniow y, ktory w ykorzystano w kolejnym rozdziale do obliczen o trzy m y w an ia octanu n-butylu w procesie destylacji reaktyw nej. W yniki p rzed staw io n o na w ykresach, ale w pracy nie podano m odelu
k in ety czn eg o , na podstaw ie k torego dokonano obliczen со stanow i pew ien n ied o statek pracy. W p o d ro zd ziale 7.3 przedstaw iono badania dotycz^ce k sztattu p o jem n ik o w na katalizator. W w yniku tych badan stw ierdzono, ze zalecanym k sztaltem pojem nika dla zastosow an przem yslow ych je s t koperta (p ro sto p ad lo scian ), a nie przebadany w alec.
R o zd zial osm y to podsum ow anie w ynikow pracy. Podsum ow anie je st zw i?zle і podlcresla istotne osiggni?cia D oktoranta.
Ocena ogolna
D o k to ran t w ykazal si? d u z^ wiedzq. teo rety czn ^ і p ra k ty c z n ^ a poziom m erytoryczny p racy oceniam ja k o dobry. P rzedstaw ione przy k lad y sw iadcz^, ze zap ro p o n o w an e m etody s^ u z y te c z n e dla p ro jek to w an ia і tym sam ym cel pracy zostal osi^gni?ty. N ajisto tn iejszy m osi^gni?ciem p racy je s t sam a konstrukcja hybrydow ej polki kontaktow ej. Isto tn ^ cech^. rozw i^zania, ktora m oim zdaniem za m alo zo stala w pracy w yeksponow ana, je s t um ieszczenie katalizatora w ru chom ych po jem n ik ach w ykonuj^cych podczas p racy ruchy oscylacyjne. W pew n y ch zak resach nat?zen przeplyw u gazu і cieczy oscylacje te mog^. istotnie zw i?kszyc w sp o lczy n n ik w nikania masy. Kwesti^. o tw a rt^ je st, czy takie
oscylacje wystgpicj. w przypadku pojem nikow w ksztalcie kopert ? O pracow anie ro w n an kryterialnych, pozw alaj^cych dokonac obliczen aparatu je s t ju z w
p ew nym sensie d zialaniem standardow ym о m alym efekcie now osci, tym nie m niej niezb?dnym . W m oim p rzekonaniu nalezy zachow ac ostroznosc w
sto so w an iu otrzym anych ro w n an korelacyjnych do p rzen o szen ia skali aparatow , со w y n ik a glow nie z braku uw zgl?dnienia kinetyki reakcji przebiegaj^cej na katalizato rze. Sam o ustalenie row nan korelacyjnych je s t istotne, gdyz ja k podaje Z. S v an d o v a і w spolautorzy (2008) ,381-390 C hem . E ng.J. w plyw w artosci w sp o lczy n n ik a w nikania m asy je s t bardzo istotny dla okreslania obszarow w y st?p o w an ia w ielokrotnych stanow stacjonarnych (W SS) w kolum nie DR.
P rag n ? tez podkreslic, ze D oktorant p o siad a duzq. w iedz? p rak ty c z n ^ i um iejetn o sc w ytraw nego eksperym entatora, a takze um iejetnosc opracow yw ania w y n ik o w dosw iadczalnych, przy czym przedstaw ione zestaw ienie w ynikow ek sp ery m en taln y ch je s t im ponujace.
U w agi krytyczne і dyskusyjne
Z uw ag krytycznych chcialbym w yroznic k ilk a spraw , ktore w zadnej m ierze nie w p ly w a j^ n a m o j^ o c e n e pracy.
• W pracy na str. 67 przedstaw ione s^ z a lo z e n ia do m odelu hydrauliki H PK . P rzedstaw ione obliczeniow e uj?cie m odelu hydrauliki opiera si? n a analizie w ym iarow ej і estym acji param etrow otrzym anego
w sw ietle p ow yzszego przedstaw ienie zalozen do m odelu nie jest zb ?d n e, gdyz w artosci param etrow odzw ierciedlajq. rzeczy w isty p rzeb ieg procesu.
P rzeg lad literatury, je s li m ial bye odniesiony do destylacji reaktyw nej, to m oim zdaniem nie je s t kom pletny. C aly spis literaturow y liczy tylko
100 pozyeji, w tym w iele nie odnosz^cych s ii do DR. Co w iice j A utor p rzy tacza tylko k ilk a pozyeji z najnow szej literatury ( opublikow anych p o 2005 roku). T ym czasem literatura dotycz^ca D R je s t niezm iernie bogata. Isto tn a spraw a, ja k ^ je s t w y stip o w a n ie W SS w kolum nach do destylacji reaktyw nej nie je s t w ogole w zm iankow ana. D obrze, ze p o d sta w o w e pozyeje, ja k m onogarfia „R eactive D istillatio n ” pod re d a k e jg K .S an d m ach era і S. K ienle oraz prace K rish n y sq. om ow ione, st^d D o k to ran t w pelni zdaw al sobie sp ra w i ze p o m ija pew ne
zag ad n ien ia. W m oim odczuciu przeglad pisany je s t z p u n k tu w idzenia ty tu lu pracy, a zatem zastosow an H PK , a to zupelnie zm ienia
p e rs p e k ty w i przegl^du, gdyz prace z w p z a n e z badaniam i p o lek d a tu p s i i sp rzed 10 - 2 0 lat. Jest to raczej inform acja n a tem at D R oparta na podstaw ow ej m onografii.
L w ia c z is c analizy b ezpieczenstw a k o lum n do destylacji reaktyw nej p o s w iic o n a je s t identyfikacji w ielokrotnych stanow u stalonych і ich stabilnosci. T rafne okreslenie w y stip o w a n ia tych stanow zwiayzane jest z w y b o rem w lasciw ego m odelu m atem atycznego. K tory z m odeli zap rezen to w an y ch w p racy najlepiej nadaje s ii do tego celu ? Punl-ct 7.3 p o sw iic o n y badaniu ksztaltu p o jem n ik a n a k atalizato r p o w in ien m oim zdaniem znalezc s ii w rozdziale trzecim , gdzie
p rzed staw io n e s ^ ro z n e w arianty konstrukcyjne polki. C zy nie nalezalo skupic w y silk u badaw czego w lasnie na pojem nikach na katalizator w k sztalcie k o p erty ?
U w agi form alne
W ielkosc F [ m /s (kg/m J) 1/2j okreslona je s t w spisie oznaczen jak o czy n n ik przeplyw u, a w podpisach p o d rysunkam i 4 . 1 0 - 4 . 1 8 n azy w an a je s t czynnikiem przeplyw ow ym . W ydaje s ii, ze lepiej stosow ac p r z y jit^ ju z n a z w i [85] czyli w spolczynnik obci^zenia faz^_ g azow a
W ielkosc d z olcreslona na str. 71 jak o odleg lo sc pojedynczego p o jem n ik a katalitycznego od scianki k raty p o w in n a w ynosic
dz = (b - dk)/2. Jest ona je d n a k zd efm io w an a w czesniej na str. 69 jak o odleglosc pojem nika od sciany kraty liczona dla obu stron
d z = b — dk.Stad nie je s t ja s n e ja k a w ielkosc nalezy podstaw ic we w zo rze kryterialnym ?
• P ierw szy p u n k t zalozen do m odelu hydrauliki na str. 67 nie je s t zalo zen iem ale zdefm iow aniem pewnej nazw y. Z kolei drugi punkt ro w n iez nie je s t zalozeniem lecz je st stw ierdzeniem pew nego faktu. • S zereg ry su n k o w w pracy je s t zaczerpni?tych z m onografii [4] bez
b ezp o sred n ieg o odw olania si? do tej pozycji. P raw dopodobnie
zw iazan e je s t to z faktem przetlum aczenia opisow na j? z y k polski. Np. R ys 2.19 znajduje si? n a str. 184 tej m o n ografii z odw olaniem , ze zaczerp n i?ty je s t z p racy B a u r’a і K rish n y [39].
• W spisie literatury je s t sporo bl?dow ; np. „P io n ” zam iast „ P ik o n ” [74].
• P rzy zglo szen iu p atentow ym nie podano num eru zgloszenia. • N iek to re prace w j?z y k u rosyjskim zacytow ano w polskiej
tran sk ry p cji, a niektore g razd an k ^ ( n iestety z bl?dam i). • Pozycja literatu ro w a [52] pow tarza si? ja k o [73].
• N a str. 6 5 p o w o lan e s^. w zory (1.2 2 ) oraz (1.24), ktorych nie m a w pracy.
• R o w n an ie ( 2 .2 ) je s t bl?dne, gdyz pom ini?to zn ak + pom i?dzy p ierw szym i czlonam i po praw ej stronie.
• W po d su m o w an iu n a str. 146 jesli w yliczam y „polskie akcenty” w d estylacji reaktyw nej to w ydaje si?, ze n alezaloby w spom niec row niez p race prof. A ndrzeja G oraka oraz prof. K rzy szto fa A lejskiego.
Те uw agi krytyczne nie umniejszaj^. w niczym w artosci pracy, ktora n ap isan a je s t ja sn o і zrozum iale, choc A utor nie u strzeg l si? pew nych m anieryzm ow . R ow niez korekta zostala przep ro w ad zo n a w zgl?dnie starannie.
Ocena koncowa
R easum ujac, p raca prezentuje dobry poziom naukow y і w pelni
odp o w iad a w ym aganiom staw ianym rozpraw om doktorskim przez „U staw ? о tytule n au kow ym і stopniach naukow ych” . Z satysfakcjq. staw iam w niosek о przyj?cie rozpraw y przez R ad? N aukow y W ydzialu C hem icznego
P olitech n ik i Sl^skiej і dopuszczenie m gr inz. M aksym iliana G ^dka do publicznej obrony przedlozonej pracy.
