Prof. dr hab. inz. Leon Troniew ski Politechnika O polska
Opole, 15.01.2013 г.
OCENA
pracy doktorskiej pt. „Badania nad zastosowaniem polki katalitycznej w procesach wymiany masy” wykonanej przez mgra inz. Maksymiliana Ggdka.
Lgczne prow adzenie kilku operacji jednostkow ych w jednym aparacie prow adzi cz?sto do osiggni?cia znacznie lepszych efektow zarowno technologicznych ja k і ekonomicznych, niz podczas przeprow adzania tych operacji w oddzielnych aparatach. Rozwigzania tego typu, zwane cz?sto hybrydow ym i, sg od pewnego czasu przedm iotem duzego zainteresowania zarow no badaczy ja k і inzynierow - projektantow. Jednym z przykladow procesu hybrydowego je st destylacja (rektyfikacja) reaktywna. W procesie tym , w jednej kolumnie zachodzi zarow no reakcja chem iczna, najcz?sciej katalityczna jak і destylacyjny rozdzial produktow reakcji. A paraturow o rozwigzuje si? ten proces zazwyczaj w ten sposob, ze na cz?sci polek kolum ny rektyfikacyjnej um ieszcza si?, w odpow iedni sposob , katalizator.
Podczas projektow ania klasycznej polkowej kolum ny rektyfikacyjnej dgzy si? do zapew nienia na polce takich w arunkow kontaktu faz aby uzyskac na niej m ozliw ie duzy efekt rozdzialu przy stabilnej pracy і niezbyt duzych oporach przeplywu. W przypadku rektyfikacji reaktywnej, polk? nalezy tak zaprojektow ac aby panuj gee na niej w arunki przeplywowe obu faz um ozliw ily row niez uzyskanie oczekiwanego efektu reakcji chem icznej. Polaczenie tych wym ogow jest zagadnieniem trudnym і m im o wielu prac, jeszcze slabo poznanym.
W tym swietle podj?cie przez m gra inz. M aksym iliana G adka badan nad hydraulika і wymiang m asy na hybrydow ej polce katalitycznej, nalezy uznac za ze w szech miar uzasadnione і to zarow no ze wzgl?dow poznaw czych ja k і praktycznych. I tu pojaw ia si? m oja pierw sza uw aga dotyczgca tem atu rozprawy; sgdz?, ze podkreslenie w tytule badan nad hydraulikg і wym iang m asy, lepiej oddawaloby tresc pracy.
Juz na pierw szej stronie rozpraw y (punkt 1.1) A utor form uluje przedm iot і cel pracy і pisze: „Przedm iotem pracy je st innowacyjne rozw igzanie polki kolumnowej w postaci klasycznej w ysokospraw nej polki sitowej, zm odyfikowanej przez zastosow anie konstrukeji specyficznej struktury kratow ej, moderujgeej przeplyw cieczy. K sztaltow anie kierunku przeplyw u cieczy odbyw a si? dzi?ki specyficznym kom orkom , wyposazonym w heterogeniczne w klady, katalizujgce przebieg reakcji chem icznej z jednoczesnym
• . . . і
spraw nosci procesow ej now ego rozwiqzania w postaci hybrydowej polki katalitycznej (HPK), ktorej potencjal aplikacyjny upatruje sie w procesach jednoczesnej w ym iany m asy z reakcj^ chem iczn^ a szczegolnie w obszarze destylacji reaktywnej”. N ie m am zastrzezen со do przedm iotu, celu і zakresu pracy, radz^ jednak Doktorantowi aby w przyszlosci popracowal nad swoim „specyficznym ” stylem pisania.
Po krotkim w prow adzeniu w rozdziale 1, m gr inz. M aksym ilian G^dek przechodzi do opisu procedury projektow ania destylacji reaktywnej, poswi^caj^c tem u obszerny, bo liczacy 30 stron, rozdzial 2. Podano w nim wiele ciekaw ych і istotnych inform acji, choc niektore nie b^da w ykorzystane w dalszej cz^sci pracy. Zaluj^, ze Doktorant niezbyt w yraznie rozroznil w tym rozdziale, ktore fragm enty w ynikiem Jego wlasnych przem yslen (np. punkt 2.6). Brak mi row niez w nioskow koncz^cych rozdzial 2, ktore uzasadnialyby dalsze badania.
Swoje eksperym enty m gr inz. M aksym ilian G^dek opisuje w rozdzialach 3,4 і 5. W rozdziale 3, niezbyt trafnie zatytulow anym „Badania nad zastosow aniem hybrydowej polki katalitycznej w ukladzie absorpcyjnym ” opisano szczegolow o stanow isko badawcze і przedstaw iono zakres badan zarow no hydrauliki ja k і w ymiany masy.
R ozdzial 4 posw i^cono badaniom hydrauliki. Zawarto w nim pewne niezb^dne inform acje literaturow e і w ytypow ano param etry wplywaj^ce na w ielkosc oporow przeplywu (12 param etrow ). Nastypnie, stosuj^c anal і z^ wymiarow^, zaproponow ano ogolnq postac funkcji (r. 4.19) uzalezniaj^c opory przeplyw u (liczba Eulera) od 9 m odulow bezw ym iarow ych. W w yniku rozw azan і starannie przeprow adzonych pomiarow, do obliczania oporow przeplyw u zaproponow ano rownanie (4.50), (w ktorym chyba znalazl sie drobny blad korektorski). Uzyskane row nanie A utor poddaje analizie і formuluje odpow iednie w nioski. Uwazam , ze w rozdziale tym znalazlo si<? troch^ pow torzen і zb^dnych informacji, a zabraklo innych, moim zdaniem istotnych, np. danych о dokladnosci przyrz^dow і pom iarow poszczegolnych wielkosci.
Rozdzial 5 m a podobn^ struktur^ jak rozdzial 4. W ielkosc pow ierzchni mi^dzyfazowej m gr inz. M aksym ilian Gadek uzaleznia (r. 5.20) od tych sam ych param etrow со і opory przeplywu. Zaleznosc (5.20) rozni si$ (4.16) tylko brakiem przyspieszenia ziemskiego g, со nalezaloby uzasadnic. Badania intensyw nosci w nikania m asy przeprowadzono na m odelow ym ukladzie, uzyw ajac jako gazu m ieszaniny CO2 - pow ietrze, a jako cieczy
roztw oru NaOA. Przyj^ty uklad pozw olil na pom ini^cie oporu w nikania po stronie cieczy. Po analizie w plyw u poszczegolnych param etrow , w prow adzeniu liczby Stantona 1 w ykorzystaniu w ynikow badan, Doktorant proponuje ostatecznie row nanie (5.64), ktore poddaje analizie і form uluje w nioski. I w tym rozdziale dostrzegam pew ne zb^dne fragmenty 2
(np. „w yprow adzenie” г. (5.18)) і pow torzenia, a takze braki jak np. w yraznego uzasadnienia na ile przeprow adzone badania na ukladzie m odelow ym odpow iadaj^ zjawiskom zachodz^cym na hybrydow ej polce katalitycznej.
W rozdziale 6 pt. „A plikacja m odelu HPK w program ie Chem cad 6” Doktorant przedstaw ia m ozliw osc w ykorzystania rezultatow przeprow adzonych badan przy projektow aniu kolum n do rektyfikacji reaktywnej. Row niez w tym rozdziale, ciekawym і waznym, trudno je st zorientow ac si?, ktore jego cz?sci sa oryginalnym i rozwazaniami Autora.
W 7 rozdziale rozpraw y, zatytulowanym „D estylacja reaktyw na w produkcji octanu n-butylu” przedstaw iono m ozliw osc zast^pienia tradycyjnego ukladu technologicznego, nowym, z zastosow aniem kolum ny reaktywnej oraz podano efekty proponow anej zmiany.
W punkcie 7.3 zaj?to si? doborem ksztaltu pojem nikow katalizatora, opisano wykonane w tym celu badania oraz podano ich wyniki.
Rozprawy konczy krotkie podsum ow anie (rozdzial 8), w ktorym podano, ze proponow ane w pracy rozwi^zanie je st przedm iotem w drozenia w zakladzie Solvent- W istol SA w O sw i?cim iu, a takze zgloszenia patentow ego, ktorego autorami saj Doktorant і Prom otor prof. dr hab. Jan Hehlmann. W arta odnotow ania je st tez inform acja, ze na dalsze badania nad kolum nam i z polkam i reaktywnym i uzyskano finansow anie z Europejskiego Funduszu R ozw oju Regionalnego.
Podczas lektury pracy nasunelo mi si? szereg uwag. Cz?sc z nich podalem omawiaj^c poszczegolne rozdzialy, a oto kilka dalszych:
1. A utor w ym iennie uzyw a roznych term inow do okreslania tych sam ych wielkosci і poj?c np. ilosc-strum ien-nat?zenie przeplywu, lotnosc wzgl?dna-wsp61czynnik lotnosci w zgl?dnej, sprawnosc procesow a-efektyw nosc procesow a-skutecznosc procesow a, czynnik przeplyw u-czynnik przeplyw ow y-F faktor itd.
2. Stosowane Scj nieprecyzyjne, czasem pochodzace z zargonu inzynierskiego okreslenia np.: zapotrzebow anie na ilosc katalizatora, pierscienie R aschiga posiadajcj wyzszy w spolczynnik przenikania masy, itp.
3. W iele inform acji podanych w pracy je st zb?dnych пр. со wnoszq. punkt 4.3.2, rys 4.4 a і b, rys 4.3, row nanie (4.27) ? itd. Row niez dostrzeglem zb?dne powtorzenie np. na str 77 pow torzono inform acje ze str. 74. Zb?dne s^ rozw azania na str. 79. Gdzie w ykorzystano r. 5.2 ?
4. D oktorant dw ukrotnie poddaje analizie w ym iarow ej zaleznosci zawieraj^ce po kilkanascie w ielkosci. Przy zastosow aniu 3 w ym iarow musi si? otrzymac zaleznosc
opisan^ dziesi?ciom a lub wi?cej modulami bezw ym iarow ym i і w w ielu z nich musz^ w yst^pic te sam e w ielkosci. Np. w zaleznosci 4.19 liczb? Eu zaw ieraj^c^ pr?dkosc w pot?dze 2 uzalezniono od 9 m odulow, przy czym w 6 z nich pojaw ila si? pr?dkosc gazu. A utor, l^cz^c niektore moduly, stara si? zredukow ac ich liczb?, a biorac pod uwag? zakres і wyniki eksperym entow proponuje jako ostateczne row nanie 4.50, w ktorym w g і tak w ystepuje czterokrotnie. W tej sytuacji analiza wplywu poszczegolnych m odulow je st wjgpliwa np. liczby We, zw laszcza, ze nie zmieniano napi?cia pow ierzchniow ego. D oktorant pisze row niez о duzym wplyw ie simpleksu bo w pot?dze -2,528, ale wg0 wystepuje row niez w liczbie We. S^dz?, ze lepiej
byloby przeanalizow ac bezposrednio wplywy poszczegolnych wielkosci np. w g w plyw a па ДР w pot?dze takiej a takiej itd. M ysl?, ze po takiej analizie ocena uzyskanych zaleznosci m oglaby w ypasc inaczej.
5. N a rys. 4.9 porow nuj^c E u obi z E u zm nie oznaczono w artosci na liniach przeryw anych oznaczajacych rozrzut punktow , a je st on dose znaczny. Np. dla Еи оЫ = 4 0 0 0 E u zm w ypada w zakresie 3000-4500
6. Szereg uw ag dotycz^cych dostrzezonych usterek redakcyjnych і korektorskich przekazalem bezposrednio Doktorantowi.
Powyzsze, a takze w czesniejsze, uwagi nie w plyw aj^ na m oj^ pozytyw n^ ocen? ogoln^ recenzowanej pracy. G low n^ jej wartosc w idz? w przeprow adzeniu dobrze zaplanowanych і konsekw entnie przeprow adzonych eksperym entow , maj^cych na celu poznanie і opis w arunkow dzialania polki sitowej z zabudow anym na niej katalizatorem , proponowanej dla kolum n do rektyfikacji reaktywnej.
Uwazam, ze m gr inz. M aksym ilian G^dek w swej pracy doktorskiej pt. „Badania nad zastosow aniem polki katalitycznej w procesach w ym iany m asy” m im o m oich zastrzezen odnosnie do tytulu, zrealizow al podstaw ow e, postaw ione sobie cele і zaproponow al rownania do obliczania, w okreslonych warunkach, oporow przeplyw u na polce і intensywnosci w nikania masy.
Rozpatruj^c przedlozonq mi do oceny prace doktorsk^ m gra inz. M aksym iliana G^dka stwierdzam, ze A utor w ykazal si? dobr^ znajomosciq. w iedzy w zakresie badan hydrauliki і w ymiany m asy w aparatach kolum now ych і je st przygotow any do prow adzenia badan w tej dziedzinie. W ykonana przez m gra inz. M aksym iliana G adka praca pt. „Badania nad zastosow aniem polki katalitycznej w procesach w ym iany m asy” je st pracq samodzielnq, wnosi oryginalny w kiad w poznanie procesow zachodz^cych na polkach przeznaczonych dla
kolum n do rektyfikacji reaktywnej, a uzyskane wyniki m og^ bye w ykorzystane w dalszych badaniach, a takze w praktyce inzynierskiej. Swiadczy о tym w drozenie przem yslowe proponowanej polki і zgloszenie patentowe jej konstrukeji. Так wi^c z przekonaniem mog<? stwierdzic, ze p raca m gra inz. M aksymiliana G^dka speinia ustaw ow e w ym agania stawiane rozprawom doktorskim і w zwiazku z tym stawiam w niosek о dopuszczenie m gra inz. M aksym iliana Gcjdka do publicznej obrony swej pracy.
