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在变压吸附(presstJre swing adsorption,PSA)过程的数学模型中,模型参数的获取是很关键的。大多数发表的变压吸附数学模型都包含一些需要调整的参数,这样就限制了数学模型的预测性应用。虽然有重量法、色谱法、零长度柱法、微分床法、光谱法等数种方法来测量吸附过程参数,但是,这些方法偏离了PSA的操作条件,在运用中都存在一定的局限性。容量法装填吸附剂量大,实验过程受外界干扰少。其操作方式类似于PSA的充压、放压、吸附与解吸过程,参数的测量条件和环境与PSA的环境相当,有利于模拟实际工况来进行实验。但使用容量法,测量和分析热效应引起的温度和压力变化,将是关键的内容。
本研究采用双柱定容容量法,在充气柱和吸附罐中布置快速响应的热电偶,测量了充气柱放压过程压力和温度的动态规律,及吸附过程中吸附罐内压力的动态变化以及温度的动态分布,从中观察到吸附罐内的温度分布,存在着明显的传热温差。由实验测定了N<,2>在30℃时在5A分子筛上的Langmuir吸附等温线方程。由测量的动态压力和温度发现,充气柱向吸附罐放压时,柱内温度迅速下降,吸附罐温度和压力都迅速上升,但这些快速的过程都在数十秒内结束,然后压力和温度趋于平缓的变化。由充气柱以及吸附罐内的压力和温度的动态变化规律,估算出总传质系数。发现总传质系数不是常数,可以用包含吸附压力和平衡压力的关系式来关联不同充压压力下的实验的总传质系数。由吸附前期及吸附后期吸附罐平均温度和边缘温度的动态数据,估算出恒温槽向吸附罐传热的总传质系数与传热面积之积<,w>A<,w>=0.2969J/s·K,估算出N<,2>在5A分子筛上的吸附热△H=13619J/mol。