Информация о статье

Название статьи

Моделирование сорбционного равновесия CO2, CO, CH4, H2 с использованием уравнения Дубинина–Астахова на цеолитах NаX, CаA и активном угле

Авторы

Дмитрий Дворецкий 1, Станислав Дворецкий 2, Евгений Акулинин 3, Евгений Туголуков 4, Глеб Варников 5, Владимир Усачев 6
1 - Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ)
2 - Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ)
3 - Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ)
4 - Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ)
5 - Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ)
6 - АО НИИ НПО «Луч» Протвинский филиал

Выпуск

4 (2025)

Ключевые слова

водородсодержащая газовая смесь, адсорбент, адсорбционное разделение, адсорбционное равновесие, изотерма адсорбции, уравнение Дубинина-Астахова, цеолит, активный уголь, среднеквадратическая ошибка, максимальное отклонение.

Аннотация

По результатам экспериментальных исследований получены адсорбционные изотермы для газов: диоксида углерода, оксида углерода, метана и водорода на промышленных адсорбентах. Предложен подход для расчета коэффициентов уравнения Дубинина–Астахова на основе экспериментальных изотерм, позволяющий определять величину равновесной адсорбции компонентов водородсодержащей газовой смеси с высокой точностью. Подход включает: расчет значений предельного адсорбционного объема данного адсорбента и характеристической энергии адсорбции стандартного газа (азота) для заданного адсорбента с использованием экспериментальных изотерм адсорбции азота, полученных при температуре 77,3 K в диапазоне относительных давлений адсорбции от 0 до 1 на каждом из исследуемых адсорбентов, а именно: NaX, CaA, СКТ-4; нахождение расчетных значений коэффициентов аффинности, показателя степени, термического коэффициента предельной адсорбции уравнения Дубинина–Астахова (для температур и давлений, при которых получены экспериментальные изотермы сорбции исследуемых газов), обеспечивающих минимальное значение невязки между расчетными и экспериментальными изотермами; усреднение найденных значений коэффициентов аффинности и показателя степени. Эффективность предложенного подхода продемонстрирована на примере расчета параметров уравнения Дубинина–Астахова для CO2, CO, CH4 при использовании цеолитов NaX, CaA, активного угля СКТ-4. Среднеквадратическое отклонение между расчётными и экспериментальными данными не превышает 6,6 % в широком диапазоне давлений (до 3,0 МПа) и температур (293…353 K) для изученных сорбентов (цеолиты NaX, CaA, активный уголь СКТ-4).

Как цитировать статью

Dvoretsky DS, Dvoretsky SI, Akulinin EI, Tugolukov EN, Varnikov GI, Usachev VB. Modeling CO2, CO, CH4, and H2 sorption equilibrium on NaX and CaA zeolites and activated carbon using the Dubinin–Astakhov equation. Journal of Advanced Materials and Technologies. 2025;10(4):351-363. DOI: 10.17277/jamt-2025-10-04-351-363

Скачать PDF

(всего загрузок:25)

Скачать XML

DOI:

https://doi.org/10.17277/jamt-2025-10-04-351-363

🗏

351-363

Просмотров:

27