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音像钾修饰镁铝水滑石富氢气体中温CO/CO2净化研究朱炫灿著
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目录章引言1.1研究背景及意义1.1.1化石燃料脱碳和制氢1.1.2中温CO/CO2净化技术1.1.3中温CO/CO2净化的工业应用1.2国内外研究现状1.2.1固体CO2吸附剂综述1.2.2水滑石的合成和表征1..钾修饰镁铝水滑石吸附模型1.2.4钾修饰镁铝水滑石吸附机理1.2.5中温吸附法CO/CO2净化深度1.2.6循环吸附/解吸工艺设计与优化1.2.7系统能耗分析1.2.8存在的主要问题1.3研究思路与研究内容1.3.1研究思路1.3.2研究内容第2章钾修饰镁铝水滑石高压吸附动力学及建模2.1概述2.2静态床高压动力学测试方法2.2.1容积标定2.2.2吸附动力学测试与计算2..对温度偏差的修正2.2.4对CO2泄漏的修正.高压吸附动力学测试结果..1钾修饰镁铝水滑石材料表征..2测试方法验..吸附压力和温度的影响..4真空条件下解吸能..5高压循环稳定2.4高压吸附动力学建模2.4.1建模方法2.4.2动力学模型的标定与验2.4.3温度和压力的影响机制2.5本章小结第3章钾修饰镁铝水滑石吸附机理及吸附剂优化3.1概述3.2材料合成和表征方法3.2.1样品合成方法3.2.2材料表征方法3..CO2吸附能评方法3.2.4CO2吸附机理原位测试方法3.3KCO浸渍对镁铝水滑石CO2吸附的机理3.3.1钾修饰镁铝水滑石材料表征3.3.2钾修饰镁铝水滑石CO2吸附/解吸能3.3.3钾修饰镁铝水滑石CO2吸附原位红外表征3.3.4KCO浸渍和Mg/Al值的协同机理3.4有机溶剂洗涤法制备高能水滑石吸附剂3.4.1有机溶剂洗涤法3.4.2AMOST对水滑石材料形貌的影响3.4.3AMOST对CO2吸附能的影响3.5本章小结第4章催化剂/吸附剂复合系统单塔建模和验4.1概述4.2CO2吸附热力学平衡浓度计算和降低4.3吸附单塔CO2深度净化分析4.3.1固定床测试系统4.3.2基准工况下的净化效率4.3.3解吸条件的影响4.3.4蒸汽解吸的影响4.3.5高压的影响4.3.6CO/CO2深度净化循环的设计4.4复合单塔CO/CO2深度净化分析4.4.1实验方法及参数定义4.4.2基准工况下的净化效率4.4.3循环能表征4.4.4入口气体CO浓度的影响4.4.5入口气体水气比的影响4.4.6单塔总压和温度的影响4.4.7H2作为平衡气时的净化效率4.5复合单塔建模4.5.1建模方法4.5.2CO,CO2和H2突破曲线拟合4.5.3复合单塔轴向CO和CO2浓度分析4.5.4有效CO2吸附量预测4.6本章小结第5章中温变压吸附(ET-PSA)系统建模5.1本章引论5.2双塔ET-PSA建模及用于脱碳气中温CO/CO2净化5.2.1建模方法及参数定义5.2.2基准工况下的净化效率5..操作参数的影响5.2.4ET-PSA优化运行区域5.3两段ET-PSA建模及用于变换气中温CO/CO2净化5.3.1建模方法5.3.2段8塔ET-PSA净化效率5.3.3第二段2塔ET-PSA净化效率5.3.4两段ET-PSA净化效率5.4本章小结第6章中温CO/CO2净化能耗分析和工艺优化6.1本章引论6.2IGFC系统建模及参数定义6.3采用Selexol法的IGFC系统6.3.1IGFC_Selexol系统建模6.3.2Selexol法净化能耗计算6.4采用ET-PSA法的IGFC系统6.4.1IGFC_ET-PSA系统建模6.4.2ET-PSA法净化能耗计算6.4.3参数优化对ET-PSA净化能耗的影响6.5本章小结第7章总结与展望7.1总结7.2创新点7.3展望参考文献附录A第3章补充图表附录B第5章补充图表附录CIGFC系统建模细节在学期间发表的学术与研究成果致谢
朱炫灿,2010年9月考入清华大学能源与动力工程系能源动力系统及自动化专业,2014年7月并获得工学士学。 2014年9月免试进入清华大学能源与动力工程系攻读动力工程与工程热物理专业博士,2019年7月博士并获得工学博士。 2019年7月就职上海交通大学机械与动力工程学院博士后至今。
《钾修饰镁铝水滑石富氢气体中温CO/CO2净化研究》从吸附剂、反应器、系统和能效分析等多尺度完整描述了中温变压吸附吸附技术在含碳燃料的高纯氢制取方面的应用基础研究。本书可供高校动力工程及工程热物理等专业的生、以及相关领域的科研与教学工作者阅读参考。本书入选“清华大学博士丛书”系列。
《钾修饰镁铝水滑石富氢气体中温CO/CO2净化研究》提出了一种基于静态床的真实高压吸附动力学测试方法,探讨了钾修饰镁铝水滑石在300~450 °C,0.1~2.0 MPa下的吸附动力学;使用原位表征手段揭示了钾修饰镁铝水滑石的中温CO2吸附机理。搭建了综合考虑CO2吸附和WGS催化动力学、吸附塔的传质、动量传递和动态边界条件的复合系统模型。为了实现连续的制氢过程,搭建两段式中温变压吸附(ET-PSA)系统,实现了H2回收率和H2纯度的双高。将ET-PSA系统应用于整体煤气化燃料电池系统,估算得到净化能耗为1.11~1.13 MJ/kg。
《钾修饰镁铝水滑石富氢气体中温CO/CO2净化研究》从吸附剂、反应器、系统和能效分析等多尺度完整描述了中温变压吸附吸附技术在含碳燃料的高纯氢制取方面的应用基础研究。本书可供高校动力工程及工程热物理等专业的生、以及相关领域的科研与教学工作者阅读参考。
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