應(yīng)用變壓吸附技術(shù)對氫氣混合氣進行分離提純是制取高純度氫氣的有效途徑。本文主要研究多組分氣體在活性炭/沸石層狀床中穿透曲線的熱效應(yīng)影響,基于多物理場仿真平臺Comsol,建立了多組分氣體在多孔介質(zhì)中的吸附、傳熱與傳質(zhì)模型。并將模擬值與實驗數(shù)據(jù)進行驗證分析,探索吸附過程伴隨的熱效應(yīng)對穿透曲線的影響機理。最后針對變壓吸附氫氣純化系統(tǒng)運行參數(shù)研究了環(huán)境溫度、吸附條件和活性炭與沸石層高度比等對穿透曲線的影響。 

【文章來源】：工程熱物理學報. 2016年07期 第1511-1518頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖１氣體組分在活性炭床中的穿透曲線

／沸石層狀吸附床使用的吸附裝置中，??｜?自于質(zhì)譜儀與吸附床出口處存在－定空間距離，故??ｒ?°－４?■?ｃｈ４?－?在檢測過程中會對出口處氣體組分濃度穿透曲線產(chǎn)??：廣今生一定的延時效應(yīng)。為消除這種由空間距離導(dǎo)致的??……ｎ?測量誤差，以獲得模型對實際氣體穿透過程的實時??〇．〇?ｒ?．?－Ｉ?和真實性的預(yù)測，在本文建立的多組分吸附傳熱與??０?２００?４００?６００?８００?１０００?１２００?１４００?１６００?傳質(zhì)模型基礎(chǔ)上，我們引入管道修正系統(tǒng)。在吸附??圖３氣體組分在沸＾＾床中的穿透曲線?質(zhì)譜健段管道系統(tǒng)中，各組分氣體仍??Ｆｉｇ．?３?Ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｇａｓｅｓ?ｉｎ?ｚｅｏｌｉｔｅ?５Ａ?ｂｅｄ?歷?目／＞＞里可丨一＊??〇?．?．?＇?＇?＇ｈｏ：，?＇?｜１?。??３．０?：Ｐ＼?Ａ?｜ｇｊ?：?１Ｔ?＋?＾＾?＝?０，’，?＝?ｌ，．．．，ｉｖ?（９）??＾?３０８?＞?Ａ＼??模擬值?－??Ｉ＇ｏＵ?；?其中，ｙｆｉｐｅ是混合氣體中第ｉ組分在層狀吸附床裝??３００?：?置出口處的摩爾分數(shù)，是氣體在管道系統(tǒng)中的??２％?＾?＾＾＂＂７二流速（ｉｎ．ｓ－１）。各組分氣體在管道系統(tǒng)入口處的摩爾??°?２０〇?４００?６００?０＾°／ｓ?１０００?１２００?１４００?１６００?分數(shù)等于層狀床出口處的摩爾分數(shù)，管道系統(tǒng)長０．８??３１４?Ｉ－????＇?＇?？—＾｜?ｍ，管道系統(tǒng)中氣體流速為層狀吸附床中氣體流速??３１２?－?３０?ｃｍ?－?ｒｉ?／￣ｖ?－１?ｒ?／－＾ｒ??３１０?－?ｉ＾Ｖ?？實明：?的?

??｜?〇?｜〇?：?＊ＣＨ；?｜?曲線的影響。從模擬結(jié)果可以看出保持低溫環(huán)境不??￡?〇＇〇８?－?＇０Ａｉ?僅可以使各組分的穿透時間延遲，另外各雜質(zhì)氣體??Ｈ?〇－〇６?；?＾?被吸附劑吸附的量也增加了（由于篇幅有限本文沒??８?＝?＇?Ｆ?ｒ＾＊？０＇２?有作相細圖形），這說喔溫環(huán)境能有效地改善氫???１?」?Ｌ?氣混合氣的分離純化性能。而且在低溫環(huán)境溫度下，??°?１００?２００?ｎｌｉｗｓ?４００?５００?６００?活性炭層對ＣＯ和ＣＨ４吸附量要遠大于沸石層，這??圖５氣體組分在活性炭／沸石層狀吸附床中的穿透曲線?主要是利用活性炭吸附層對ｃ（）和ＣＨ＿４的有效吸附??（實線：模擬值，符號：實驗值）?來提高吸附床的利用率，而在高溫環(huán)境下沸石層能??Ｆｉｇ．?５?Ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｇａｓｅｓ?ｉｎ?ｌａｙｅｒｅｄ?ｂｅｄ?ｆｉｌｌｅｄ?ｗｉｔｈ?對?Ｃ〇２?起到一個很好吸附分離效果；另外相對于活??（Ｌｉ：＝＝：＝：ｅｎｔ）?獅言，沸石床對環(huán)境溫度并不敏感，因此沸石－??材料較適合在高溫環(huán)境下作分離吸附劑。??１２０?卜?／」．￣￣＇?ａ．?＇￣￣．?〇??ｒ—＾￣￣￣￣￣．０．２５??９０?：?Ｉ?＼?■?截?０．７?．?｜?細實線：２８７．１５?Ｋ｜?ｎｌ，?＾??＾?８０?－?＼?．?＾０．６－?２９８．１５?Ｋ?／Ｙｒｎ?＇?〇＇?￥?％??蝴?７０?－?＼?－?場?０．５?．?｜?虛鉍：３０８．１５?ｋ｜?／?Ｌ〇２?Ｒ??丨丨?Ｉ?■??２〇????—?Ｉ?■—?１?Ｉ?ｌ?■?Ｉ?■?Ｉ?．?ｉ?■?ｉ


本文編號：2897745