Оптимизация и управление циклическими процессами адсорбционного разделения синтез-газа и концентрирования водорода
Ключевые слова:
короткоцикловая безнагревная адсорбция, цеолитовый адсорбент, синтез-газ, водород, диоксид углерода, изотерма адсорбции, кинетика, динамика, математическое моделирование, оптимизация, управление
Аннотация
Выполнены численные исследования влияния изменения температуры, состава и давления исходной газовой смеси на чистоту, степень извлечения и температуру продукционного водорода в широком диапазоне изменения времени цикла «адсорбция – десорбция» и давления на стадии адсорбции, связи производительности установки короткоцикловой безнагревной адсорбцией с чистотой получаемого продукта. Сформулирована и решена задача адаптивной оптимизации процесса адсорбционного разделения газовой смеси и получения водорода с максимальной концентрацией, разработано алгоритмическое и программное обеспечение автоматизированной системы адаптивного управления.
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1. Ruthven, D. M. Pressure swing adsorption / D. M. Ruthven, S. Farooq, K. S. Knaebel. – NewYork : VCH publisher, 1994. – 352 p.
2. Кельцев, Н. В. Основы адсорбционной техники / Н. В. Кельцев. – Москва : Химия, 1984. – 592 с.
3. Шумяцкий, Ю. И. Промышленные адсорбционные процессы. / Ю. И. Шумяцкий. – Москва : КолосС, 2009. – 183с.
4. Lopes Filipe, V. S. Activated carbon for hydrogen purification by pressure swing adsorption: Multicomponent breakthrough curves and PSA performance / V. S. Lopes Filipe, A. Grande Carlos, E. Rodrigues Alírio // Chemical Engineering Science. – 2011. – V. 66. – P. 303.
5. Heat and mass transfer model of multicomponent adsorption system for hydrogen purification / Xiao Jinsheng [and other] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2015. – V. 30. – P. 1.
6. H2 purification by pressure swing adsorption using CuBTC / Bruna Silva Solomon Ioan [and other] // Separation and Purification Technology. – 2013. – V. 118. – P. 744.
7. Milad, Yavary. The effect of number of pressure equalization steps on the performance of pressure swing adsorption process / Yavary Milad, Ale Ebrahim, Habib, Falamaki Cavus // Chemical Engineering and Processing. – 2015. – V. 87. – P. 35.
8. Paradias, Dionissios. Facilitating analysis of trace impurities in hydrogen: Enrichment based on the principles of pressure swing adsorption / Dionissios Paradias, Sheldon Lee, Shabbir Ahmed // Hydrogen Energy. – 2012. – V. 37. – P. 14413.
9. Kim, Young Jun. Study on a numerical model and PSA (pressure swing adsorption) process experiment for CH4/CO2 separation from biogas / Young Jun Kim, Young Suk Nam, Yong Tae Kang // Energy. – 2015. – V. 91. – P. 732.
10. High-temperature pressure swing adsorption cycle design for sorption – enchanced water-gas shift / Jurrian Boon [and other] // Chemi-cal Engineering Science. – 2015. – V. 122. – P. 219.
11. Luca, R. Evaluating pressure swing adsorption as a CO2 separation technique in coalfired power plants / R. Luca, B. Olav. // International Journal of Greenhouse Gas Control, 2015. – V. 39. – P. 1.
12. Daeho, K. Optimization of a pressure-swing adsorption process using zeolite 13X for CO2 sequestration / Ko Daeho, Siriwardane Ranjani, Biegler Lorenz // Industrial & engineering chemistry research. – 2003. – V. 42(2). – P. 339.
13. Пат. 6340382 США, МПК B01D 53/047. Pressure swing adsorption process for the production of hydrogen / Baksh M.S.A., Ackley M.W.; заявитель и патентообладатель: Baksh M.S.A., Ackley M.W. – No 09/373749 ; заявл. 13.08.99; опубл. 22.01.02, Бюл. No 12. – 19 с.
14. Mathematical modeling of hydrogen production process by pressure swing adsorption method / Е.I. Akulinin [and other] // Advanced Materials and Technologies. – 2017. – N. 2. – P.
15. Кириллин, В. А. Техническая термодинамика / В. А. Кириллин, В. В. Сычев, А. Е. Шейндлин. – Москва : Изд. дом МЭИ, 2008. – 496 с.
16. Comparative study of zeolite 5A and zeolite 13X in air separation by pressure swing adsorption / E. Shokroo [and other] // Korean Journal of Chemical Engineering. – 2016. – V. 33(4). – P. 1391–1401.
17. Реклейтис, Г. Оптимизация в технике: Кн. 2. Пер. с англ. / Г. Реклейтис, А. Рейвиндран, К. Рэгсдел. – Москва : Мир, 1986. – 320 с.
2. Кельцев, Н. В. Основы адсорбционной техники / Н. В. Кельцев. – Москва : Химия, 1984. – 592 с.
3. Шумяцкий, Ю. И. Промышленные адсорбционные процессы. / Ю. И. Шумяцкий. – Москва : КолосС, 2009. – 183с.
4. Lopes Filipe, V. S. Activated carbon for hydrogen purification by pressure swing adsorption: Multicomponent breakthrough curves and PSA performance / V. S. Lopes Filipe, A. Grande Carlos, E. Rodrigues Alírio // Chemical Engineering Science. – 2011. – V. 66. – P. 303.
5. Heat and mass transfer model of multicomponent adsorption system for hydrogen purification / Xiao Jinsheng [and other] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2015. – V. 30. – P. 1.
6. H2 purification by pressure swing adsorption using CuBTC / Bruna Silva Solomon Ioan [and other] // Separation and Purification Technology. – 2013. – V. 118. – P. 744.
7. Milad, Yavary. The effect of number of pressure equalization steps on the performance of pressure swing adsorption process / Yavary Milad, Ale Ebrahim, Habib, Falamaki Cavus // Chemical Engineering and Processing. – 2015. – V. 87. – P. 35.
8. Paradias, Dionissios. Facilitating analysis of trace impurities in hydrogen: Enrichment based on the principles of pressure swing adsorption / Dionissios Paradias, Sheldon Lee, Shabbir Ahmed // Hydrogen Energy. – 2012. – V. 37. – P. 14413.
9. Kim, Young Jun. Study on a numerical model and PSA (pressure swing adsorption) process experiment for CH4/CO2 separation from biogas / Young Jun Kim, Young Suk Nam, Yong Tae Kang // Energy. – 2015. – V. 91. – P. 732.
10. High-temperature pressure swing adsorption cycle design for sorption – enchanced water-gas shift / Jurrian Boon [and other] // Chemi-cal Engineering Science. – 2015. – V. 122. – P. 219.
11. Luca, R. Evaluating pressure swing adsorption as a CO2 separation technique in coalfired power plants / R. Luca, B. Olav. // International Journal of Greenhouse Gas Control, 2015. – V. 39. – P. 1.
12. Daeho, K. Optimization of a pressure-swing adsorption process using zeolite 13X for CO2 sequestration / Ko Daeho, Siriwardane Ranjani, Biegler Lorenz // Industrial & engineering chemistry research. – 2003. – V. 42(2). – P. 339.
13. Пат. 6340382 США, МПК B01D 53/047. Pressure swing adsorption process for the production of hydrogen / Baksh M.S.A., Ackley M.W.; заявитель и патентообладатель: Baksh M.S.A., Ackley M.W. – No 09/373749 ; заявл. 13.08.99; опубл. 22.01.02, Бюл. No 12. – 19 с.
14. Mathematical modeling of hydrogen production process by pressure swing adsorption method / Е.I. Akulinin [and other] // Advanced Materials and Technologies. – 2017. – N. 2. – P.
15. Кириллин, В. А. Техническая термодинамика / В. А. Кириллин, В. В. Сычев, А. Е. Шейндлин. – Москва : Изд. дом МЭИ, 2008. – 496 с.
16. Comparative study of zeolite 5A and zeolite 13X in air separation by pressure swing adsorption / E. Shokroo [and other] // Korean Journal of Chemical Engineering. – 2016. – V. 33(4). – P. 1391–1401.
17. Реклейтис, Г. Оптимизация в технике: Кн. 2. Пер. с англ. / Г. Реклейтис, А. Рейвиндран, К. Рэгсдел. – Москва : Мир, 1986. – 320 с.
Опубликован
2019-02-14
Как цитировать
Акулинин, Е. И., Дворецкий, Д. С., Маркин, И. В., Дворецкий, С. И., & Скворцов, С. А. (2019). Оптимизация и управление циклическими процессами адсорбционного разделения синтез-газа и концентрирования водорода. Вестник ВГУ. Серия: Системный анализ и информационные технологии, (1), 5-12. https://doi.org/10.17308/sait.2019.1/1270
Выпуск
Раздел
Математические методы системного анализа и управления
- Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.
- Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
