氢气纯化用吸附材料的静态吸附性能模型拟合对比研究

摘要：

常见的变压吸附材料种类繁多,适用的等温吸附模型也是未知的.为寻找适用于燃料电池车用H2杂质变压吸附分离的吸附材料,采用静态容量法测试了CO2、CH4、CO、N2及Ar杂质气体在活性炭BY1、活性炭210、5A分子筛、CaX分子筛及LiX分子筛5种变压吸附材料上的吸附容量,并利用Langmuir、Freundlich等5种吸附模型对吸附数据进行了拟合.测试结果显示,在低吸附压力区域,吸附容量增速比较快;在高吸附压力区域,吸附容量增速放缓.综合来看,活性炭BY1对5种杂质气体的吸附容量最大,是优选的变压吸附材料;对CO2的吸附量远大于其他4种杂质气体.模拟结果显示,Langmuir-Freundlich、Dual-site Langmuir和Toth模型能够很好地描述杂质气体在吸附材料上的吸附过程.5种杂质气体的吸附均为非单层吸附,吸附质分子之间会发生相互作用,且吸附材料表面活性位是不均匀的.模拟的吸附热显示,CO2在2种活性炭(活性炭BY1、活性炭210)及2种分子筛(5A分子筛、LiX分子筛)上的吸附热均小于40 kJ/mol,即CO2在这4种吸附材料上的吸附过程均为物理吸附;CO2在CaX分子筛上的吸附热超过了40 kJ/mol,即发生了一定的化学吸附;其他4种杂质气体在吸附材料上的吸附过程均为物理吸附.

关键词：杂质气体、吸附材料、吸附容量、吸附热、模型拟合

所属期刊栏目：48

分类号：TQ116.2

资助基金：国家重点研发计划2019YFB1505000

在线出版日期：2023-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：140-148