摘要：对国内外模拟移动床的研究状况及模拟移动床的设计方法进行了简短的综述,基于Aspen Chromatography软件,以对二甲苯模拟移动床吸附分离过程为研究对象,结合实际工况数据,采用模拟移动床SMB模型,对模拟移动床吸附分离过程进行设计与模拟,抽取液中对二甲苯的纯度高达99.98%,,收率高达98.08%,.考察了切换时间(t_s)、抽取液流量(Q_E)、进料量(Q_F)、吸附剂钝化以及管路死体积对吸附分离过程的影响.模拟结果表明:借助于Aspen Chromatography,采用SMB模型能较好地描述模拟移动床分离过程的真实情况,对模拟移动床分离过程的工艺设计、优化及操作具有重要的指导意义.

摘要：为减少甲烷排放,实现低浓度煤层气有效资源化利用,探究了使用规整复合吸附剂真空变压吸附富集低浓度煤层气的工艺。采用静态容积法测定了甲烷、氮气在规整复合吸附剂上的吸附等温线,同时建立了包括质量、热量和动量守恒在内的严格吸附床数学模型,设计了三塔连续进料的真空变压吸附工艺并进行模拟。分析了工艺达到循环稳态后吸附床层轴向温度分布和压力变化,并且探究了进料量、解吸压力、原料气中甲烷浓度和吸附压力对纯度、回收率、工艺能耗和吸附剂产率等工艺性能的影响。模拟结果表明,在进料量为100 L·min^(-1),解吸压力为0.1 bar(1 bar=0.1 MPa),原料气甲烷浓度为30%,吸附压力为3 bar时可以生产纯度为59.07%,回收率为93.64%的富CH4产品气,同时单位能耗为18.70 kJ·mol^(-1),吸附剂产率为4.56 mol·h^(-1)·kg^(-1)。表明规整吸附剂对CH4/N2具有良好的吸附分离效果,能够实现低浓度煤层气中甲烷高效富集。

摘要：采用实验室自制的活性炭为吸附剂,进行了真空变压吸附(VPSA)分离氮气/甲烷的实验、模拟和控制研究。建立了一套双塔VPSA实验装置,并将其数学模型建立在g PROMS软件中,通过改变进料气流量做多组对比实验,通过模拟数据和实验数据的对比,验证了数学模型的准确性。通过双塔VPSA的模拟调试,可以将甲烷的纯度由30%提升到80%,同时保证83%的回收率。随后,针对实际生产中不可避免的状态干扰因素,选取了3种常见的扰动状况,以产品气纯度快速回归至80%为控制目标,根据本文所采用的VPSA系统设计了PID控制器,进行了模拟和控制的研究。研究结果表明,引入PID控制器可以使纯度受到扰动影响时较快速地回归至合格纯度,同时保证装置较为稳定的运行。

摘要：变压吸附技术是工业上生产高纯氢气最常用的方法之一。然而,在实际生产过程中无法观察到塔内各组分在不同时刻的分布状态,因此借助模拟的手段来研究从投料至系统达到循环稳态期间各组分在塔内的动态变化规律,进而指导工艺改进是很有必要的。采用活性炭和5A分子筛为吸附剂,设计了八塔变压吸附工艺从蒸汽甲烷重整气中纯化氢气,模拟了变压吸附制氢开车过程,分析了开车过程中塔内各组分在吸附、顺放以及冲洗三个阶段以及循环稳态后吸附阶段瞬态吸附行为和塔内温度变化。结果表明,在吸附以及顺放等过程中重组分会随着循环周期向塔顶移动。这一现象是组分间竞争吸附和冲洗再生方式下重组分在床层底部累积两个作用因素共同导致的。这些因素在一定程度上也会造成CO的吸附前沿在吸附阶段就过多进入5A分子筛上,使得CO含量成为限制工艺性能的主要因素。

摘要：为进一步优化低浓度挥发性有机物(VOCs)净化过程的工程设计,基于活性炭吸附剂,建立了非平衡、非等温、非绝热的单塔吸附床模型,对变温吸附净化苯的工艺过程进行了数值模拟,分析了不同条件下吸附与解吸阶段塔内气固相中苯分布及温度的变化。结果表明:再生阶段温度变化存在缓冲区;进料中苯体积分数对吸附过程的影响比进料量更大;再生温度对床层再生时间、床层再生度、氮气消耗存在正向促进作用,且存在最佳温度下的最小能耗;一定程度下增加吸附塔塔径有利于降低氮气消耗和能耗。

摘要：兰炭技术可以实现煤炭资源高效清洁利用,但兰炭生产过程中会副产兰炭尾气,若将其直接排放到大气中,不仅会造成能源浪费,还会污染环境。基于兰炭尾气组成φ(CH_(4)):φ(CO):φ(CO_(2)):φ(H_(2)):φ(N_(2))=8.7%:13.9%:12.7%:28.5%:36.2%,以利用H_(2)和减少温室气体排放为目的,探究了兰炭尾气制氢与捕碳的可能性。利用静态容积法测得了兰炭尾气各组成在活性炭、5A分子筛以及硅胶上的吸附等温线,为仿真模拟提供了相关参数。在此基础上,设计了三阶变压吸附制氢与捕碳工艺,旨在探索兰炭尾气清洁化利用方案。