SMB技術在生質混合物之分離設計探討

林佳樺 ； 黃英婷 ； 汪進忠 ； 謝涵宇 ； 崔宏瑋

《化工》 68卷2期 (2021/04) Pp. 46-55

https://doi.org/10.29803/CE.202104_68(2).0006

摘要

本研究的重點在於以C_(18)作為吸附劑之模擬移動床（simulated moving bed，或作SMB）製程的理論設計探討。在經過對C_(18)吸附劑測量其孔隙度、吸附曲線、以及評估質傳系數後，對其批次程序進行了pulse與frontal實驗的模擬，得到良好的擬合結果；而後進一步地採用Standing Wave Design（SWD）對hydroxymethylfurfural（HMF）與dimethylacetamide（DMAC）進行非競爭性吸附曲線的SMB模擬，模擬結果顯示出SWD設計理論可成功得到分離結果。本研究中，著重在使用假設非競爭性的SWD理論方法進行SMB設計的詳細討論；對於競爭性系統，我們採用三角圖示法進行探討。在測試的濃度上選擇了五個不同的進樣總濃度，觀察進樣濃度的變化對製程設計的影響。透過假設非競爭性吸附之SWD理論進行設計，並輔以模擬所得到的設計參數，發現對於製程設計成功與否的關鍵在於HMF在程序中的濃度波描述，根據其不同的參數假設值，將會影響HMF濃度波的波形呈現與波前鋒所存在的zone的區間。對於使用三角作圖法進行競爭性吸附行為的操作參數求取，獲得相當一致的成功結果，並透過與SWD理論設計結果的對照，發現三角作圖法中邊界標誌著HMF波型轉換的臨界點，而非精確成功分離與否的邊界，然而兩者的差距其實相當小。