吸附塔吸附性能多尺度模型化和模拟

发布时间：2021-06-22 04:27

　　有序的纳米孔材料,如沸石分子筛（结晶铝硅酸盐）、金属有机骨架（MOFs）、类沸石咪唑酯骨架（ZIFs）、共价有机骨架（COFs）和多孔芳香族骨架（PAFs）等,具有很强的分离潜力,广泛的被用来分离气体混合物。分离性能取决于吸附和扩散特性的组合,可以通过适当选择孔隙大小、孔隙拓扑结构、连接以及客体分子与骨架原子之间的相互作用（包括范德华力和静电力）来控制分离性能。只有充分认识到了吸附平衡和扩散过程的理论模型,才能准确把握吸附和扩散特性结合这一现象,为各种吸附材料的应用提供定性和定量的依据。为此,本文以吸附材料分离捕捉二氧化碳为应用背景,采用多尺度模型化方法和策略,较为系统的开展了气体在吸附材料中吸附平衡和扩散特性的研究。首先,我们需要研究的是气体在吸附材料上的吸附平衡问题。吸附平衡是研究整个吸附过程的核心问题。在许多情况下,理想的气体平衡是对混合气体的平衡,而不是对纯气体的平衡。研究混合气体吸附平衡有更多的实际意义。本文使用理想溶液吸附理论来描述混合气体的吸附平衡。介绍了理想溶液吸附理论的数学模型和求解方法。并使用理想溶液吸附理论分别计算了 Kureha活性炭对N2/CO2、CH4/CO... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明
第一章 文献综述
    1.1 绪论
        1.1.1 吸附过程简介
        1.1.2 吸附分离机理
        1.1.3 吸附与其他分离工艺的比较
        1.1.4 吸附过程的操作方式
        1.1.5 吸附过程的应用
        1.1.6 吸附剂或吸附材料
    1.2 气体吸附平衡
        1.2.1 单组分气体吸附平衡
        1.2.2 多组分气体吸附平衡
    1.3 气体吸附动力学
        1.3.1 单组分气体吸附动力学
        1.3.2 多组分气体吸附动力学
    1.4 固定吸附床动力学
        1.4.1 固定吸附床动力学预测模型
        1.4.2 线性驱动力模型
    1.5 本文研究背景及内容
第二章 混合气体吸附平衡
    2.1 理想溶液吸附理论
        2.1.1 活度系数
        2.1.2 热力学一致性
        2.1.3 理想溶液吸附理论
        2.1.4 理想溶液吸附理论的数学模型
        2.1.5 理想溶液吸附理论求解程序
    2.2 扩展的多组分朗缪尔吸附等温线
    2.3 吸附材料对二氧化碳的吸附选择性
    2.4 本章小结
第三章 单颗粒尺度气体吸附动力学模拟
    3.1 单组分气体吸附动力学
        3.1.1 数学模型
        3.1.2 结果与讨论
        3.1.3 小结
    3.2 多组分气体吸附动力学
        3.2.1 颗粒内二元混合物的Maxwell-Stefan关系
        3.2.2 DDR沸石上CO_2/C_2H_6的吸附过程
    3.3 本章小结
第四章 固定吸附床气体穿透曲线的模拟
    4.1 建立的数学模型的假设
    4.2 数学模型
    4.3 数学模型的求解
    4.4 模拟结果与讨论
    4.5 本章小结
第五章 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
附件



本文编号：3242116