Задачи анализа, оптимизации и управления при разделении газовых смесей

Автор: Акулинин Е.И., Голубятников О.О., Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Информационные технологии, моделирование и управление

Статья в выпуске: 2 (76), 2018 года.

Бесплатный доступ

Разработаны математические модели динамики короткоцикловых процессов адсорбционного разделения синтез-газа (на водород, диоксид и оксид углерода) и атмосферного воздуха (на кислород, азот и аргон), позволяющие рассчитывать профили концентраций компонентов и температуры в газовой и твердой фазах, давления и скорости газовой смеси по высоте адсорбента в зависимости от времени. Модели включают дифференциальные уравнения с частными и обыкновенными производными, описывающие: 1) процессы массо- и теплообмена, протекающие при адсорбции (десорбции) сорбтива (H2, CO2, CO и O2, N2, Ar) гранулированными цеолитовыми адсорбентами CaA и NaХ; 2) кинетику смешанно-диффузионного переноса адсорбтива и изотермы Ленгмюра-Фрейндлиха (при разделении синтез-газа), кинетики внешней диффузии и изотермы Дубинина-Радушкевича (при разделении воздуха) и уравнение Эргуна для расчета скорости газовой смеси в адсорбенте. Систему дифференциальных уравнений в частных производных решали методом прямых, систему дифференциальных уравнений в обыкновенных производных -методом Рунге-Кутты 4-го порядка точности с автоматическим выбором шага...

Еще

Короткоцикловая безнагревная адсорбция, цеолитовый адсорбент, синтез-газ, воздух, математическая модель, численный анализ, оптимизация, управление

Короткий адрес: https://readera.ru/140238615

IDR: 140238615   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2018-2-93-100

Список литературы Задачи анализа, оптимизации и управления при разделении газовых смесей

  • Ruthven D.M., Farooq S., Knaebel K.S. Pressure swing adsorption. New York, 1993. 376 с.
  • Akulinin Е.I., Ishin А.А., Skvortsov S.А., Dvoretskiy D.S. et al. Mathematical modeling of hydrogen production process by pressure swing adsorption method//Advanced Materials and Technologies. 2017. № 2. Р. 38-49 DOI: 10.17277/amt.2017.01
  • Акулинин Е.И., Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И. Динамика циклических адсорбционных процессов обогащения воздуха кислородом: моделирование и оптимизация//Вестник Технологического университета. 2016. Т.19. № 17. С. 108-114.
  • Ko D., Siriwardane R., Biegler L. Optimization of pressure swing adsorption and fractionated vacuum pressure swing adsorption processes for CO2 capture//Industrial & Engineering Chemistry Research. 2005. V. 44 (21). P. 8084-8094.
  • Baksh M.S.A., Ackley M.W. Pressure swing adsorption process for the production of hydrogen. Pat. 6340382 USA. 2002.
  • Кириллин В.А, Сычев В.В, Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. М.: Издательский дом МЭИ, 2016. 496 c.
  • Шумяцкий Ю.И. Промышленные адсорбционные процессы. М.: КолосС, 2009. 183 с.
  • Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия,1984. 592 с.
  • Shokroo E., Farsani D., Meymandi H., Yadoliahi N. Comparative study of zeolite 5A and zeolite 13X in air separation by pressure swing adsorption//Korean Journal of Chemical Engineering. 2016. V. 33 (4), P. 1391-1401.
  • Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике. М.: Мир, 1986. 320 с.
Еще
Статья научная