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径向色谱在生物工程、化学工程和环境工程等许多领域正发挥着越来越重要的作用。目前径向色谱动力学研究大多集中在分析色谱,制备型径向色谱动力学研究还很缺乏。本文建立了内扩散为表面扩散控制,同时考虑吸附剂颗粒外扩散阻力、吸附等温线、吸附剂形状和颗粒大小影响的径向色谱吸附动力学数学模型。应用矩阵法和非矩阵法分别构造了适用于对称性问题和非对称性问题的正交配置矩阵。运用正交配置法将无因次化的径向色谱吸附动力学数学模型离散化后,采用四阶龙格库塔法求解方程组。根据边界条件确定选用的非对称正交配置矩阵,使选用的矩阵中含有与ω值(内筒与中筒半径比值)最接近的元素。本文在元素个数为18～36之间的正交配置矩阵中选择矩阵。将本文的数值解与特定条件下的解析解进行比较,结果表明数值模拟过程是可靠的。通过数值模拟计算,绘制了径向色谱柱的吸附曲线,讨论了各因素对径向色谱吸附动力学的影响。Bi准数的增加使穿透时间延长,穿透曲线的斜率变大。进料流量的增加使穿透时间提前。进料浓度的增加使穿透时间提前而穿透曲线的斜率变大,填料层径向厚度的增加使穿透时间延长。当吸附剂特征尺寸相等时,采用球形吸附剂的色谱柱效最好,柱形吸附剂次之,薄片形吸附剂最差;形状相同的吸附剂,颗粒越大,穿透时间越短。优惠型吸附的浓度波中高浓度部分移动比低浓度部分快,对吸附操作有利;线性吸附的浓度波在柱内保持不变,直至全部穿透;非优惠型吸附浓度波低浓度部分移动比高浓度部分快,不利于吸附操作。床层体积和平均液相流速相等时,径向色谱进料流量大于轴向色谱,且其柱效优于轴向色谱。对酪氨酸的离子交换平衡进行了研究,结果为: 732阳离子交换树脂吸附L-酪氨酸符合亨利定律;料液pH值介于2.5～5.5时,pH值对平衡交换量的影响不大,Na~+的存在会降低树脂的平衡交换量;为消除外扩散的影响,搅拌转速应不小于350rpm;在表面扩散控制条件下,搅拌槽吸附实验结果与数学模型的平均拟合相对误差小于5%;粒内表面扩散系数数量级在10-8cm~2/s。径向色谱动力学实验数据与数值模拟结果比较表明该数学模型可用于径向色谱穿透曲线的预测。