氫氣作為一種很重要的工業(yè)原料和一種潔凈的能源,它廣泛應(yīng)用于燃料電池,氣相色譜和LED生產(chǎn)。目前生產(chǎn)氫氣的最佳的方法是天然氣催化重整與水煤氣反應(yīng),但這些反應(yīng)會產(chǎn)生各種化學(xué)雜質(zhì),如二氧化碳,甲烷,一氧化碳和氮。近來研究表明金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)中的ZIF-8與水或乙二醇構(gòu)成的漿液體系可有效分離回收氫氣。在本研究中,在廣泛收集該體系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,建立了預(yù)測熱力學(xué)模型,為工業(yè)設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。1)建立模型。用Patel-Teja狀態(tài)方程(PTEOS)耦合Kurihara混合規(guī)則計(jì)算氣-液相平衡。用Langmuir等溫吸附方程計(jì)算固體ZIF-8材料對氣體組分的吸附量,并將吸附逸度與氣-液平衡逸度的差值作為ZIF-8表面溶劑膜的選擇滲透壓。2)擬合模型中的參數(shù)。分別由氫氣在水和乙二醇中溶解度的數(shù)據(jù)確定了狀態(tài)方程混合規(guī)則中氫氣-水和氫氣-乙二醇的二元交互作用參數(shù)。采用ZIF-8吸附純氫氣體的相平衡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定Langmuir方程中的參數(shù)。3)確定氫氣在ZIF-8表面水膜和乙二醇膜的選擇滲透壓。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室中ZIF-8/乙二醇和ZIF-8/水體系吸收-吸附純氫氣體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定溶劑膜的選擇滲...

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 -分離捕集H₂的工藝方法
        1.1.1 深冷分離法
        1.1.2 變壓吸附
        1.1.3 膜分離法
        1.1.4 提純工藝比較
        1.1.5 吸附分離法
        1.1.6 水合物分離法
    1.2 吸收-吸附相平衡理論模型簡介
        1.2.1 吸收模型
        1.2.2 吸附模型
    1.3 本章小結(jié)
第2章 吸收-吸附耦合分離氣體熱力學(xué)模型
    2.1 模型假設(shè)
    2.2 吸收模型
        2.2.1 純氣體的熱力學(xué)模型
        2.2.2 氣體混合物的熱力學(xué)模型
        2.2.3 逸度系數(shù)的計(jì)算
    2.3 吸附模型
    2.4 乙二醇膜選擇滲透壓
    2.5 模型計(jì)算步驟
    2.6 本章小結(jié)
第3章 模擬結(jié)果與討論
    3.1 水吸收純氫氣的模擬結(jié)果
    3.2 乙二醇吸收純氫氣的模擬結(jié)果
    3.3 干材料ZIF-8吸附純氣體的模擬結(jié)果
    3.4 H₂-ZIF-8/溶劑體系膜滲透壓計(jì)算結(jié)果
    3.5 H₂與CH₄在ZIF-8/乙二醇和ZIF-8/水漿液體系中吸收-吸附計(jì)算結(jié)果
    3.6 ZIF-8/溶劑漿液體系分離含氫氣體混合物的計(jì)算
第4章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 符號說明
致謝



本文編號：3738741