ZIF-8+乙二醇水溶液浆液体系吸收-吸附耦合分离CH 4 /H 2 气体混合物模拟计算

发布时间：2023-02-09 10:41

　　氢气作为一种很重要的工业原料和一种洁净的能源,它广泛应用于燃料电池,气相色谱和LED生产。目前生产氢气的最佳的方法是天然气催化重整与水煤气反应,但这些反应会产生各种化学杂质,如二氧化碳,甲烷,一氧化碳和氮。近来研究表明金属有机骨架材料(MOFs)中的ZIF-8与水或乙二醇构成的浆液体系可有效分离回收氢气。在本研究中,在广泛收集该体系实验数据的基础上,建立了预测热力学模型,为工业设计提供理论指导。1)建立模型。用Patel-Teja状态方程(PTEOS)耦合Kurihara混合规则计算气-液相平衡。用Langmuir等温吸附方程计算固体ZIF-8材料对气体组分的吸附量,并将吸附逸度与气-液平衡逸度的差值作为ZIF-8表面溶剂膜的选择渗透压。2)拟合模型中的参数。分别由氢气在水和乙二醇中溶解度的数据确定了状态方程混合规则中氢气-水和氢气-乙二醇的二元交互作用参数。采用ZIF-8吸附纯氢气体的相平衡实验数据来确定Langmuir方程中的参数。3)确定氢气在ZIF-8表面水膜和乙二醇膜的选择渗透压。根据实验室中ZIF-8/乙二醇和ZIF-8/水体系吸收-吸附纯氢气体的实验数据确定溶剂膜的选择渗...

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摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
    1.1 -分离捕集H₂的工艺方法
        1.1.1 深冷分离法
        1.1.2 变压吸附
        1.1.3 膜分离法
        1.1.4 提纯工艺比较
        1.1.5 吸附分离法
        1.1.6 水合物分离法
    1.2 吸收-吸附相平衡理论模型简介
        1.2.1 吸收模型
        1.2.2 吸附模型
    1.3 本章小结
第2章 吸收-吸附耦合分离气体热力学模型
    2.1 模型假设
    2.2 吸收模型
        2.2.1 纯气体的热力学模型
        2.2.2 气体混合物的热力学模型
        2.2.3 逸度系数的计算
    2.3 吸附模型
    2.4 乙二醇膜选择渗透压
    2.5 模型计算步骤
    2.6 本章小结
第3章 模拟结果与讨论
    3.1 水吸收纯氢气的模拟结果
    3.2 乙二醇吸收纯氢气的模拟结果
    3.3 干材料ZIF-8吸附纯气体的模拟结果
    3.4 H₂-ZIF-8/溶剂体系膜渗透压计算结果
    3.5 H₂与CH₄在ZIF-8/乙二醇和ZIF-8/水浆液体系中吸收-吸附计算结果
    3.6 ZIF-8/溶剂浆液体系分离含氢气体混合物的计算
第4章 结论
参考文献
附录 符号说明
致谢



本文编号：3738741