鉀修飾鎂鋁水滑石富氫氣體中溫CO/CO2凈化研究

第1章引言
1.1研究背景及意義
1.1.1化石燃料脫碳和制氫
1.1.2中溫CO/CO2凈化技術(shù)
1.1.3中溫CO/CO2凈化的工業(yè)應(yīng)用
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1固體CO2吸附劑綜述
1.2.2水滑石的合成和表征
1.2.3鉀修飾鎂鋁水滑石吸附模型
1.2.4鉀修飾鎂鋁水滑石吸附機理
1.2.5中溫吸附法CO/CO2凈化深度
1.2.6循環(huán)吸附/解吸工藝設(shè)計與優(yōu)化
1.2.7系統(tǒng)能耗分析
1.2.8存在的主要問題
1.3研究思路與研究內(nèi)容
1.3.1研究思路
1.3.2研究內(nèi)容
第2章鉀修飾鎂鋁水滑石高壓吸附動力學(xué)及建模
2.1概述
2.2靜態(tài)床高壓動力學(xué)測試方法
2.2.1容積標定
2.2.2吸附動力學(xué)測試與計算
2.2.3對溫度偏差的修正
2.2.4對CO2泄漏的修正
2.3高壓吸附動力學(xué)測試結(jié)果
2.3.1鉀修飾鎂鋁水滑石材料表征
2.3.2測試方法驗證
2.3.3吸附壓力和溫度的影響
2.3.4真空條件下解吸性能
2.3.5高壓循環(huán)穩(wěn)定性
2.4高壓吸附動力學(xué)建模
2.4.1建模方法
2.4.2動力學(xué)模型的標定與驗證
2.4.3溫度和壓力的影響機制
2.5本章小結(jié)
第3章鉀修飾鎂鋁水滑石吸附機理及吸附劑優(yōu)化
3.1概述
3.2材料合成和表征方法
3.2.1樣品合成方法
3.2.2材料表征方法
3.2.3CO2吸附性能評價方法
3.2.4CO2吸附機理原位測試方法
3.3K2CO3浸漬對鎂鋁水滑石CO2吸附的增強機理
3.3.1鉀修飾鎂鋁水滑石材料表征
3.3.2鉀修飾鎂鋁水滑石CO2吸附/解吸性能
3.3.3鉀修飾鎂鋁水滑石CO2吸附原位紅外表征
3.3.4K2CO3浸漬和Mg/Al值的協(xié)同機理
3.4有機溶劑洗滌法制備高性能水滑石吸附劑
3.4.1有機溶劑洗滌法
3.4.2AMOST對水滑石材料形貌的影響
3.4.3AMOST對CO2吸附性能的影響
3.5本章小結(jié)
第4章催化劑/吸附劑復(fù)合系統(tǒng)單塔建模和驗證
4.1概述
4.2CO2吸附熱力學(xué)平衡濃度計算和降低
4.3吸附單塔CO2深度凈化分析
4.3.1固定床測試系統(tǒng)
4.3.2基準工況下的凈化效率
4.3.3解吸條件的影響
4.3.4蒸汽解吸的影響
4.3.5高壓的影響
4.3.6CO/CO2深度凈化循環(huán)的設(shè)計
4.4復(fù)合單塔CO/CO2深度凈化分析
4.4.1實驗方法及參數(shù)定義
4.4.2基準工況下的凈化效率
4.4.3循環(huán)性能表征
4.4.4入口氣體CO濃度的影響
4.4.5入口氣體水氣比的影響
4.4.6單塔總壓和溫度的影響
4.4.7H2作為平衡氣時的凈化效率
4.5復(fù)合單塔建模
4.5.1建模方法
4.5.2CO，CO2和H2突破曲線擬合
4.5.3復(fù)合單塔軸向CO和CO2濃度分析
4.5.4有效CO2吸附量預(yù)測
4.6本章小結(jié)
第5章中溫變壓吸附(ETPSA)系統(tǒng)建模
5.1本章引論
5.2雙塔ETPSA建模及用于脫碳氣中溫CO/CO2凈化
5.2.1建模方法及參數(shù)定義
5.2.2基準工況下的凈化效率
5.2.3操作參數(shù)的影響
5.2.4ETPSA優(yōu)化運行區(qū)域
5.3兩段ETPSA建模及用于變換氣中溫CO/CO2凈化
5.3.1建模方法
5.3.2段8塔ETPSA凈化效率
5.3.3第二段2塔ETPSA凈化效率
5.3.4兩段ETPSA凈化效率
5.4本章小結(jié)
第6章中溫CO/CO2凈化能耗分析和工藝優(yōu)化
6.1本章引論
6.2IGFC系統(tǒng)建模及參數(shù)定義
6.3采用Selexol法的IGFC系統(tǒng)
6.3.1IGFC_Selexol系統(tǒng)建模
6.3.2Selexol法凈化能耗計算
6.4采用ETPSA法的IGFC系統(tǒng)
6.4.1IGFC_ETPSA系統(tǒng)建模
6.4.2ETPSA法凈化能耗計算
6.4.3參數(shù)優(yōu)化對ETPSA凈化能耗的影響
6.5本章小結(jié)
第7章總結(jié)與展望
7.1總結(jié)
7.2創(chuàng)新點
7.3展望
參考文獻
附錄A第3章補充圖表
附錄B第5章補充圖表
附錄CIGFC系統(tǒng)建模細節(jié)
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝