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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于gE型Patel-Teja状态方程的碳捕集物理吸收相平衡模型研究
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  • 作者

    张二小 张文媛 武芸竹 刘刚

  • 单位

    太原理工大学化学与化工学院中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室

  • 摘要
    在“双碳”目标的引领下,碳捕集技术作为应对气候变化、减少温室气体排放的重要策略,受到学术界和工业界的广泛关注。目前,碳捕集技术已应用于多个领域,如燃烧前碳捕集、沼气分离、生物质气化等。其中,物理溶剂法广泛应用于CO2捕集,通过建立通用且可靠的热力学模型,优化气液相平衡,对于过程模拟和经济分析是必要的。基于gE型Patel-Teja三参数状态方程,结合Kurihara混合规则和Nonrandom-Two-Liquid(NRTL)活度系数模型,提出了一种气液相平衡模型,应用于准确描述燃烧前碳捕集、沼气提纯和生物质气化过程中的物理吸收脱碳性能。通过对不同气体(CO2,H2,H2S,CH4)在甲醇、NMP、PC和水四种常用物理溶剂中的溶解度实验数据进行回归,拟合得到模型中的二元交互作用参数,所得误差均在10%以内。之后预测了多元混合气的溶解相平衡,验证了在高压工况下的模型可靠性与计算精度。研究结果表明,该模型不仅能有效预测单一气体的溶解度,还能准确预测多元混合气体的相平衡,在中高压燃烧前碳捕集、沼气脱碳和生物质气化过程中具有较高的应用价值。所提出的模型为优化工业碳捕集、沼气提纯工艺和生物质气化提供了理论依据与技术支持。
  • 关键词

    碳捕集技术气液平衡Patel-Teja状态方程Kurihara混合规则Nonrandom-Two-Liquid

  • 文章目录


    0 引 言
    1 热力学模型
    1.1 Patel-Teja状态方程
    1.2 混合规则
    1.3 逸度的计算
    1.4 活度系数模型
    1.5 实验数据的选择与优化目标
    2 结果与讨论
    2.1 纯物质和二元交互作用参数的回归
    2.2 二元体系拟合误差统计
    2.3 分离气体混合物的相平衡预测
    2.4 燃烧前碳捕集和沼气提纯操作条件预测
    3 结 论
  • 引用格式
    张二小,张文媛,武芸竹,等.基于gE型Patel-Teja状态方程的碳捕集物理吸收相平衡模型研究[J/OL].煤炭转化,1-26[2025-01-22].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1163.TQ.20250120.1732.002.html.
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