Исследование кинетики сорбции азота и кислорода на углеродно-молекулярных ситах, применительно к АВРУ

• Автор: Казакова, Анастасия Александровна
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. АДСОРБЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТА
1.1. Методы разделения воздуха
1.2. Разделение воздуха методом адсорбции
1.3. Классификация АВРУ для получения азота
1.4. Математическое моделирование работы АВРУ
1.4.1. Общая математическая модель адсорбционного процесса
1.4.2. Модель циклического процесса работы АВРУ
1.5. Цель и задачи исследования
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ДЕСОРБЦИИ КИСЛОРОДА НА УГЛЕРОДНО-МОЛЕКУЛЯРНЫХ
СИТАХ (УМС)
2.1. Метод и экспериментальная установка для исследования
кинетики десорбции кислорода на различных адсорбентах
2.1.1. Схема экспериментальной установки и принцип ее работы
2.1.2. Методика проведения эксперимента
2.2. Характеристика исследуемых адсорбентов
2.3. Результаты экспериментального исследования
2.4. Оценка погрешности эксперимента
3.ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕСОРБЦИИ ПРИ
ВАКУУМНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ СЛОЯ АДСОРБЕНТА
3.1. Методика расчета длительности процесса откачки адсорбата из
слоя адсорбента вакуумным насосом
3.2.Экспериментальная проверка предлагаемой методики расчета
3.3. Расчет длительности процесса вакуумной откачки слоя
адсорбента с учетом кинетики десорбции

3.4. Влияние характеристик вакуумного насоса на
массогабаритные показатели адсорбционного аппарата
4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА АВРУ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТА С УЧЕТОМ РЕАЛЬНЫХ КИНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ
4.1. Преимущественная адсорбция кислорода по отношению
к азоту на адсорбентах типа УМС
4.2. Методика расчета АВРУ для получения азота с учетом
реальных кинетических факторов протекающих процессов
4.2.1. Расчет параметров слоя адсорбента на базе системы
уравнений ЖЗТ
4.2.2. Предлагаемые модели расчета АВРУ для получения азота
4.2.2.1. Модель циклической равновесной адсорбции
с поправкой на кинетику
4.2.2.2. Модель циклической неравновесной адсорбции
4.2.3.Сравнение результатов предлагаемой методики расчета
АВРУ с результатами расчета по известным методам
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ №1. Влияние температуры на скорость десорбции чистого
кислорода на образцах УМС-1 - УМС
ПРИЛОЖЕНИЕ №2. Десорбция кислорода при различных временах
адсорбции чистого килорода на образцах УМС-1 - УМС
ПРИЛОЖЕНИЕ №3. Влияние температуры на скорость десорбции
чистого кислорода и кислорода из воздуха на образцах УМС-1 - УМС
ПРИЛОЖЕНИЕ №4. Расчет газодинамического затвора
ПРИЛОЖЕНИЕ №5. Алгоритм метода расчета АВРУ для получения азота с учетом реальных кинетических факторов протекающих процессов

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
с - объемная доля компонента в свободном пространстве слоя адсорбента, [дм3/дм3св]
сь с2 - объемная доля кислорода, азота в свободном объеме слоя адсорбента, [дм3/дм3СБ]

сш, с2н - объемная доля кислорода, азота на входе в слой адсорбента, [дм /дм св] с1К, с2к- объемная доля кислорода, азота на выходе из слоя адсорбента,
[дм3/дм3св]
с[,сг - объемная доля кислорода, азота, соответствующая равновесному состоянию с текущим значением адсорбции, [дм3/дм3св]
Уь У 2 ~ объемные доли кислорода, азота в газовой фазе
а - адсорбция газа, отнесенная к единице объема слоя адсорбента, [дм3/дм3сл], [г/см3сл], [ммоль/г]
а,а2- равновесная адсорбция чистых газов: кислорода, азота, отнесенная к единице слоя адсорбента, [дм3/дм3сл]
ах,а2- парциальная адсорбция кислорода, азота из их бинарной смеси,
[дм3/дм3сл]
ах (т),а2(т) - неравновесная адсорбция чистых газов: кислорода и азота, как функция времени,[дм3/дм3сл]
ах(т),а2(т) - парциальная неравновесная адсорбция газов: кислорода и азота, как функция времени, [дм3/дм3сл]
- относительная неравновесная адсорбция кислорода и азота, отнесенная к соответствующему равновесному значению адсорбции при заданном давлении (Р=сош1:)

В связи с изложенным, целью настоящей работы является разработка
методики расчета АВРУ для получения азота с учетом реальных
кинетических Факторов протекающих процессов.
Основные задачи:
1. Разработка метода исследования и экспериментальной установки для измерения кинетики десорбции кислорода на различных адсорбентах.
2. Экспериментальное определение кинетических кривых десорбции чистого кислорода и кислорода из воздуха для промышленных образцов адсорбентов типа углеродно-молекуляное сито (УМС).
3. Расчетно-экспериментальное исследование процесса десорбции системы
«азот-кисл ород-У МС».
4. Расчетно-экспериментальное определение области значений длительности процесса адсорбции, в которой достигается максимальное значение преимущественной адсорбции кислорода по отношению к азоту на промышленных адсорбентах типа УМС.
5. Разработка методики расчета АВРУ для получения азота с учетом реальных кинетических факторов протекающих процессов.