文献翻译-在高温下用合成的NaY分子筛吸附CO2和N2(3)

2019-08-31 17:11

烟气水分对CO2/N2吸附和分离的影响的研究正在进行中。 吸附等温线大致可以通过这些模型来表示:Sips (Paul and Clyde 1997), Toth (Toth 1984)和 UNILAN (Hill 1949; Do 1998),分别在(1)、(2)、(3)中给出。

Sips模型(1)假设吸附剂的表面是异质的且与Freundlich方程相似,这个模型一般应用在相对高的压力下,除了有限的限制如果有足够高的压力。Toth模型适合用来描述许多亚单层覆盖系统因为它简单的公式和可接受的正确性。UNILAN模型(3)假设吸附剂表面的能量分布是均匀的是从假设中由经验公式派生出来的,这个假设是吸附剂的表面是由符合Langmuir等温线的理想的连续的片组成的。

我们使所有的纯的CO2和N2的测量的吸附等温线拟合于这三个模型。这些合适的吸附等温线显示在图8中。对于这三个模型所有拟合的数据除了那些在低压下的都是好的。为了更好地显示相适性,我们计算CO2和N2吸附的标准偏差DQ%,定义为

图 8

计算的DQ%值显示在低压下的标准偏差比高压下的标准偏差更大,而且在高压区域内所有对于这三个模型的拟合性变得更好。

表1列出了所有适合Sips模型的ns, b, q参数,Toth模型的ns,K,m 参数和UNILAN,模型的ns, c,s 参数。ns 和 c,K, b与单层容量和亨利定律斜率相关;s,m和q是数控等温线参数;表1中的△n代表拟合的吸附等温线的标准百分比偏差,定义为

表1表明应用Sips和Toth模型比UNILAN模型拟合CO2吸附更好。无论怎样,所有这三个模型对N2吸附拟合性能是相互可比的。总之,在整个实验温度范围内Toth模型比Sips和UNILAN模型能提供更好的拟合数据。由于在不同的温度条件下吸附等温线符合亨利定律,我们在图9a和9b中我们绘制每个吸附CO2和N2的模型各自的斜率, 我们能观察到对于参数ns的一个很好的线性关系,它是吸附温度的倒数。对于模型Sips,Yoth和UNILAN的线性拟合的相关系数分别对CO2是1.000,1.000和1.000,对于N2是0.980, 0.984和0.975 。

图 9

吸附等量的热,在估计吸附气体分离过程完成中一个重要的设计变量是衡量吸附和吸附分子以及吸附剂表面具活性的异质之间的相互作用。假如吸附剂是均质的,随着吸附载荷的增加,将显示一个恒

定的值。假如随着吸附量的增加减少,吸附剂表面具有活性的异质将泄漏,但是随着载荷的增加,热量增加,这是由于在高的表面覆盖范围下吸附剂分子内部更强的相互作用。等量吸附热的理论和实验研究已经完成包括分子筛在内的各种微孔和介孔吸附剂的大量吸附。那些吸附-吸附剂系统观察了所有三个热量的趋势。

在本实验中测量单一的CO2和N2气体在特定吸附加载条件下吸附等量热Qst是通过克劳修斯 - 克拉贝龙公式计算得到的

对于给定数量的吸附气体如果Qst是温度独立的,lnP对1/T绘制的应该显示是一条直线。

图 10


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