Современные подходы к разработке гибких короткоцикловых адсорбционных установок для разделения водородсодержащих газовых смесей

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Представлен новый подход к разработке методологии интегрированного проектирования циклических адсорбционных процессов и установок для разделения многокомпонентных газовых смесей (при наличии неопределенности части исходных данных при проектировании), формирующей предпосылки эффективного управления и автоматизации. Описан состав проблемно-ориентированного аппаратно-программного комплекса, предназначенного для проведения предпроектных научных исследований, подготовки исходных данных для проектирования и обоснования принятия проектно-конструкторских решений при аппаратурно-технологическом оформлении циклических адсорбционных процессов и установок (для разделения водородсодержащих газовых смесей и концентрирования широко применяемого в различных отраслях промышленности и социальной сферы высокочистого газа – водорода). Сформулированы постановки задач одно- и двухэтапного оптимального проектирования гибких многоадсорберных установок короткоцикловой адсорбции (КЦА), и разработаны инженерные алгоритмы, позволяющие принимать оптимальные проектно-конструкторские решения, обеспечивающие достижение безопасного и оптимального (в смысле минимума приведенных затрат, себестоимости выпускаемой продукции и других показателей эффективности) функционирования короткоцикловых адсорбционных установок.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

С. Дворецкий

Тамбовский государственный технический университет

Email: dvoretsky@yahoo.com
Ресей, Тамбов

Д. Дворецкий

АО “НИИ НПО “Луч”

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: dvoretsky@yahoo.com

Протвинский филиал

Ресей, Московская обл., Протвино

Е. Акулинин

Тамбовский государственный технический университет

Email: dvoretsky@yahoo.com
Ресей, Тамбов

К. Меронюк

Тамбовский государственный технический университет

Email: dvoretsky@yahoo.com
Ресей, Тамбов

В. Усачев

АО “НИИ НПО “Луч”

Email: dvoretsky@yahoo.com

Протвинский филиал

Ресей, Московская обл., Протвино

Әдебиет тізімі

  1. Kafarov V.V., Bodrov V.I., Dvoretskij S.I. New generation of flexible automatic chemical productions // Theor. Found. Chem. Eng. 1992. V. 26, № 2. P. 254. [Кафаров В.В., Бодров В.И., Дворецкий С.И. Новое поколение гибких автоматизированных химических производств // Теорет. основы хим. технологии. 1992. Т. 26, № 2. С. 254.]
  2. Кафаров В.В., Макаров В.В. Гибкие автоматизированные производственные системы в химической промышленности. М.: Химия, 1990.
  3. Островский Г.М., Волин Ю.М. Технические системы в условиях неопределенности. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.
  4. Ostrovskij G.M., Volin, Yu.M. Optimization of technological processes under partial information uncertainty // Automation and Remote Control. 1995. № 12. P. 85. [Островский Г.М., Волин Ю.М. Оптимизация химико-технологических процессов в условиях частичной неопределенности исходной информации // Автомат. и телемех. 1995. № 12. С. 92.]
  5. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Островский Г.М. Новые подходы к проектированию химико-технологических процессов, аппаратов и систем в условиях интервальной неопределенности. М.: Спектр, 2012.
  6. Ostrovsky, G.M., Lapteva T.V., Ziyatdinov N.N. Optimal design of chemical processes under uncertainty// Theor. Found. Chem. Eng. 2014. V. 48. № 5. P. 583. [Островский Г.М., Лаптева Т.В., Зиятдинов Н.Н. Проектирование оптимальных химико-технологических систем в условиях неопределенности // Теорет. основы хим. технологии. 2014. Т. 48. № 5. С. 527.]
  7. Dvoretsky D.S., Dvoretsky S.I. Integrated design of flexible chemical processes, devices, and control systems // Theor. Found.Chem.Eng. 2014. V. 48. № 5. P. 614. [Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И. Интегрированное проектирование гибких химико-технологических процессов, аппаратов и систем управления // Теорет. основы хим. технологии. 2014. Т. 48. № 5. С. 557.]
  8. Ostrovsky G.M., Achenie L.E.K., Datskov I., Volin Yu. M. Optimization of chemical processes under uncertainty: the case of insuffication processes data at the operation stage // AIChE J. 2003. V. 49. P. 1216.
  9. Ostrovsky G.M., Ziatdinov N.N., Lapteva T.V. Optimal design of chemical processes with chance constraints // Comp. Chem. Eng. 2013. V. 59. P. 74.
  10. Halemane K.P., Grosmann I.E. Optimal process design under uncertainty // AIChE J. 1983. V. 29. P. 425.
  11. Biegler L.T., Grosmann I.E., Westerberg A.W. Systematic methods of chemical process design. New Jersy: Prentice Hall, 1997.
  12. Grossmann I.E., Biegler L.T. Part II. Future perspective on optimization // Comp. Chem. Eng. 2004. V. 28. № 8. P. 1193.
  13. Acevedo J., Pistikopoulos E.N. Stohastic optimization based algorithms for process synthesis under uncertainty // Comp. Chem. Eng. 1998. № 22. P. 647.
  14. Bansal V., Perkins J.D., Pistikopoulos E.N. Flexibility analyses and design using parametric programming framework // AIChE J. 2002. V. 48. P. 2851.
  15. Rooney W.C., Biegler L.T. Optimal process design with model parameter uncertainty and process variability // AIChE J. 2003. V. 49. P. 438.
  16. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Островский Г.М. Проектирование управляемых процессов и аппаратов пищевых и химических технологий в условиях неопределенности. Часть 1. Одноэтапные задачи и алгоритмы интегрированного проектирования // Вестник ТГТУ. 2014. Т. 20. № 1. С. 66.
  17. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Островский Г.М. Проектирование управляемых процессов и аппаратов пищевых и химических технологий в условиях неопределенности. Часть 2. Двухэтапные задачи и алгоритмы интегрированного проектирования // Вестник ТГТУ. 2014. Т. 20. № 3. С. 481.
  18. Ackley M.W. Medical oxygen concentrators: a review of progress in air separation technology // Adsorption. 2019. V. 25. № 8. P. 1437.
  19. Li H., Liao Z., Sun J., Jiang B., Wang J., Yang Y. Modelling and simulation of two-bed PSA process for separating H 2 from methane steam reforming // Chin. J. Chem. Eng. 2019. V. 27. № 8. P. 1870.
  20. Shi W.-R., Tian C.-X., Ding Z.-Y., Han Z.-Y., Zhang D.-H. Review on simulation, optimization and control of pressure swing adsorption // Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities. 2018. V. 32. № 1. P. 8.
  21. Митрова Т., Мельников Ю., Чугунов Д., Глаголева А. Водородная экономика – путь к низкоуглеродному развитию. Центр энергетики Московской школы управления Сколково. 2019.
  22. Linde is a leading industrial gas and engineering company. https://www.linde.com/. Accessed April 20, 2024.
  23. Meyers R.A. Handbook of petroleum refining processes. New York: McGraw-Hill, 2004.
  24. Sircar S., Golden T.C. Purification of hydrogen by pressure swing adsorption // Separation Science and Technology. 2000. V. 35. № 5. P. 667.
  25. Huang Q., Eić M. Simulation of hydrogen purification by pressure-swing adsorption for application in fuel cells. Ch. 12. In: Environanotechnology, Elsevier. 2010. P. 221.
  26. Sircar S., Kratz W.C. Simultaneous production of hydrogen and carbon dioxide from steam reformer off-gas by pressure swing adsorption // Separation Science and Technology. 1988. V. 23. P. 2397.
  27. Chau J., Obuskovic G., Jie X., Sirkar K.K. Pressure swing membrane absorption process for shifted syngas separation: Modeling vs. experiments for pure ionic liquid // Journal of Membrane Science. 2014. V. 453. P. 61.
  28. Smith J.O., Westerberg A.W. The optimal design of pressure swing adsorption systems // Chemical Engineering Science. 1991. V. 46. № 12. P. 2967.
  29. Кафаров В.В. Основы массопередачи. М.: Высш. школа, 1979.
  30. Глебов М.Б., Кафаров В.В. Математическое моделирование основных процессов химических производств. М.: Юрайт, 2020.
  31. Кафаров В.В., Мешалкин В.П. Анализ и синтез химико-технологических систем. М.: Химия, 1991.
  32. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. М.: Высш. школа, 1991.
  33. Кафаров В.В., Ветохин В.Н. Основы автоматизированного проектирования химических производств. М.: Наука, 1987.
  34. Park J., Beum H., Han S., Cho D., Kanghee C. Pressure swing adsorption process and pressure swing adsorption apparatus. Pat. 10933366 USA. 2021.
  35. Sicinski M.A., Wood C.H., Hoke Jr. B.C. Process for the production of hydrogen Pat. 9458013 USA. 2016.
  36. Shimizu T., Ikeda K., Kawashima S.Hiranaka Y., Mori S. Method for hydrogen production by pressure swing adsorption. Pat. 9675927 USA. 2017.
  37. Baksh M.S.A., Simo M. Large scale pressure swing adsorption systems having process cycles operating in normal and turndown modes. Pat. 8496733 USA. 2013.
  38. Baksh M.S.A., Simo M. Six bed pressure swing adsorption process operating in normal and turndown modes. Pat. 8551217 USA. 2013.
  39. Baksh M.S.A., Simo M. Six bed pressure swing adsorption process operating in normal and turndown modes. Pat. 8491704 USA. 2013.
  40. Golden T.C., Weist Jr. E.L. Layered adsorption zone for hydrogen production swing adsorption. Pat. 6814787 USA. 2004
  41. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1976.
  42. Ruthven D.M., Farooq S., Knaebel K.S. Pressure swing adsorption. New York: Wiley-VCH, 1993.
  43. Шумяцкий Ю.И. Промышленные адсорбционные процессы. М.: КолосС, 2009.
  44. Tao W., Ma S., Xiao J., Bénard P., Chahine R. Simulation and optimization for hydrogen purification performance of vacuum pressure swing adsorption // Energy Procedia. 2019. V. 158. P. 1917.
  45. Agarwal A., Biegler L., Zitney S. Superstructure-based optimal synthesis of pressure swing adsorption cycles for precombustion CO 2 capture // Ind. Eng. Chem. Res. 2010. V. 49. № 11. P. 5066.
  46. Dowling A., Vetukuri S., Biegler L. Large-scale optimization strategies for pressure swing adsorption cycle synthesis // AIChE J. 2012. V. 58. № 12. P. 3777.
  47. Huang Q., Malekian A., Eic M. Optimization of PSA process for producing enriched hydrogen from plasma reactor gas // Sep. Purif. Tech. 2008. V. 62. № 1. P. 22.
  48. Дударева Г.Н., Рандин О.И., Петухова Г.А., Вакульская Т И. О механизме сорбции ионов никеля(ii) модифицированными углеродными сорбентами // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2015. Т. 51. № 6. С. 582.
  49. Меньщиков И.Е., Фомкин А.А., Арабей А.Б., Школин А.В., Стриженов Е.М. Описание адсорбции метана на микропористых углеродных адсорбентах в области сверхкритических температур на основе уравнения Дубинина–Астахова // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2016. T. 52. № 4. C. 339.
  50. Чугаев С.С., Фомкин А.А., Меньщиков И.Е., Стриженов Е.М., Школин А.В. Адсорбционное концентрирование паров сжиженного природного газа метана // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2020. T. 56. № 5. C. 471.
  51. Школин А.В., Фомкин А.А., Цивадзе А.Ю., Анучин К.М., Меньщиков И.Е., Пулин А.Л. Экспериментальное исследование и численное моделирование адсорбции метана на микропористом углеродном адсорбенте в докритической и сверхкритической областях температур // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2016. Т. 52. № 6. С. 563.
  52. Asgari M. Synergistic material and process development: Application of a metal-organic framework, Cu-TDPAT, in single-cycle hydrogen purification and CO 2 capture from synthesis gas // Chem. Eng. J. 2021. V. 414. № 128778.
  53. Silva B., Solomon I., Ribeiro A.M., Lee U.-H., Hwang Y.K., Chang J.-S., Loureiro J.M., Rodrigues A.E. H 2 purification by pressure swing adsorption using CuBTC // Sep. Purif. Tech. 2013. V. 118. P. 744.
  54. Marcinek A., Guderian J., Bathen D. Performance determination of high-purity N 2 -PSA-plants // Adsorption. 2020. V. 26. № 7. P. 1215.
  55. Papadias D., Lee S., Ahmed S. Facilitating analysis of trace impurities in hydrogen: Enrichment based on the principles of pressure swing adsorption // Int. J. Hydrogen Energy. 2012. V. 37. № 19. P. 14413.
  56. Yavary M., Ebrahim H.A., Falamaki C. The effect of number of pressure equalization steps on the performance of pressure swing adsorption process // Chem. Eng. Process. 2015. V. 87. P. 35.
  57. Xiao J., Li C., Fang L., Böwer P., Wark M., Bénard P., Chahine R. Machine learning-based optimization for hydrogen purification performance of layered bed pressure swing adsorption // Int. J. Energy Res. 2020. V. 44. № 6. P. 4475.
  58. Delgado J.A., Águeda V.I., Uguina M.A., Sotelo J.L., Brea P., Grande C.A. Adsorption and diffusion of H 2 , CO, CH 4 , and CO 2 in BPL activated carbon and 13X zeolite: Evaluation of performance in pressure swing adsorption hydrogen purification by simulation // Ind. Eng. Chem. Res. 2014. V. 53. № 40. P. 15414.
  59. Abdeljaoued A., Relvas F., Mendes A., Chahbani M.H. Simulation and experimental results of a PSA process for production of hydrogen used in fuel cells // J. Environ. Chem. Eng. 2018. V. 6. № 1. P. 338.
  60. Park Y., Kang J.-H., Moon D.-K., Suk J.Y., Lee C.-H. Parallel and series multi-bed pressure swing adsorption processes for H 2 recovery from a lean hydrogen mixture // Chemical Engineering Journal. 2021. V. 408.
  61. Brea P., Delgado J.A., Águeda V.I., Gutiérrez, P., Uguina, M.A. Multicomponent adsorption of H 2 , CH 4 , CO and CO 2 in zeolites NaX, CaX and MgX evaluation of performance in PSA cycles for hydrogen purification // Microporous and Mesoporous Materials. 2019. V. 286. P. 187.
  62. Кошкин Н.И., Васильчикова Е.Н. Элементарная физика. Справочник. М.: Столетие, 1996.
  63. Инженерный справочник. Ионные радиусы, Å (ангстрем). https://dpva.ru/Guide/GuidePhysics/Length/IonicRadius. AccessedApril 20, 2024.
  64. Самонин В.В., Бабкин О.Э. Синтез цеолитов А и Х и изучение их свойств: метод указания. Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1991.
  65. Golden T.C., Weist E.L. Activated carbon as sole absorbent in rapid cycle hydrogen PSA. Pat. 6660064 USA. 2003.
  66. Golden T.C., Golden C.M.A., Zwilling D.P. Self-supported structured adsorbent for gas separation Pat. 6565627 Japan. 2003.
  67. Cho S.H., Bhat S.G.T., Han S.S. Park J.H., Kim J.N., Jung H. Pressure swing adsorption apparatus and method for hydrogen purification using the same Pat. 8298319 USA. 2012.
  68. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Акулинин Е.И., Усачев В.Б., Беляев В.А. К вопросу моделирования процесса короткоцикловой адсорбции разделения газовых смесей // Сб. тр. Всероссийского симпозиума с международным участием, посвященный 150-летию российского физико-химика Н.А. Шилова. Москва, 2023. С. 18.
  69. Акулинин Е.И., Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И. Экспериментальное исследование кинетики циклического адсорбционного процесса обогащения воздуха кислородом // Вестник ТГТУ. 2021. Т. 27. № 3. С. 387.
  70. Khajuria H., Pistikopoulos E.N. Optimization and control of pressure swing adsorption processes under uncertainty // The American Institute of Chemical Engineers Journal. 2013. V. 59. № 1. P. 120.
  71. Floudas C.A., Gumu Z.H., Ierapetritou M.G. Global optimization in design under uncertainty: feasibility test and flexibility index problems // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2001. V. 40. № 20. P. 4267.
  72. Westerberg A.W. Retrospective on design and process synthesis // Comp. Chem. Eng. 2008. V. 28. P. 447.
  73. Ostrovsky G.M., Volin Yu.M. Flexibility analyses: taking into account fullness and accuracy of plant data // The American Institute of Chemical Engineers Journal. 2005. V. 52. P. 3173.
  74. Ostrovsky G.M., Ziyatdinov N.N., Lapteva T.V., Silvestrova A.S., Nguyen Q.T. Optimization of chemical process with joint chance constraints // Ind. Eng. Chem. Res. 2017. V 56. № 12. P. 3309.
  75. Ostrovsky G.M., Lapteva T.V., Ziyatdinov N.N. Optimal design of chemical processes under uncertainty // Theor. Found. Chem. Eng. 2014. V. 48. № 5. P. 583. [Островский Г.М., Лаптева Т.В., Зиятдинов Н.Н. Проектирование оптимальных химико-технологических систем в условиях неопределенности // Теорет. основы хим. технологии. 2014. Т. 48. № 5. С. 527.]
  76. Terrazas-Moreno S., Grossmann I.E., Wassick J.M., Bury S.J., Akiya N. An efficient method for optimal design of large-scale integrated chemical production sites with endogenous uncertainty // Comp. Chem. Eng. 2012. V. 37. P. 89.
  77. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Егоров А.Ф., Пешкова Е.В. Решение двухэтапной задачи стохастической оптимизации при проектировании комбинированной реакторной установки тонкого органического синтеза // Химическая технология. 2008. Т. 9. № 2. С. 67.
  78. Ishin A.A., Skvortsov S.A., Dvoretsky D.S. Dvoretsky S.I., Matveikin V.G. Modeling and optimization of cyclic adsorption enrichment of gas mixtures with hydrogen // Theor. Found.Chem.Eng. 2019. V. 53.№ 5. P. 781.[Ишин А.А., Скворцов С.А., Матвейкин В.Г., Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И. Моделирование и оптимизация циклических адсорбционных процессов обогащения газовых смесей водородом // Теорет. основы хим. технологии. 2019. Т. 53. № 5. С. 559.]
  79. Дворецкий С.И., Дворецкий Д.С., Акулинин Е.И., Голубятников О.О. Моделирование и оптимизация циклических адсорбционных процессов для разделения и очистки газовых смесей: монография. Тамбов: Издательский центр ФГБОУ ВО “ТГТУ”, 2021.
  80. Akulinin E.I., Golubyatnikov O.O., Dvoretsky D.S., Dvoretsky S.I. Methodology for creating and stadying units for adsorption separation and purification of gas mixtures // Journal of Advanced Materials and Technologies. 2021. V. 6. № 3. P. 179.
  81. Wright A.D., White V., Fogash K.B. Kloosterman J.W., Hufton J.R., C.L. Schaffer. Separation of a sour syngas stream. Pat. 8268044 USA. 2012.
  82. Bizjak T.A. Systems and methods for regulating heating assembly operation through pressure swing adsorption purge control. Pat. 8038771 USA. 2011.
  83. Bizjak T.A. Systems and methods for regulating heating assembly operation through pressure swing adsorption purge control. Pat. 7833326 USA. 2010.
  84. Adams P.M., Bizjak T.A., Givens J.A. Systems and methods for supplying auxiliary fuel streams during intermittent by product discharge from pressure swing adsorption assemblies. Pat. 7837765 USA. 2010.
  85. Woods R.R., Porter B.F., Duraiswamy K. Hydrogen purification process and system. Pat. 7763086 USA. 2010.
  86. Siegel S.M. System and method for gas quality and efficiency of a pressure swing adsorption gas separation unit. Pat. 10780387 USA. 2020.
  87. Baksh M.S.A., Rosinski A.C. Continuous feed three-bed pressure swing adsorption system. Pat. 7179324 USA. 2007.
  88. Niitsuma T., Maekawa S., Kobori Y. Method and apparatus for producing hydrogen and recovering carbon dioxide. Pat. 8460630 USA. 2013.
  89. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Акулинин Е.И., Усачев В.Б., Беляев В.А. К вопросу использования уравнения Дубинина–Астахова при расчете изотерм H 2 , CO 2 , CO, CH 4 , N 2 для процесса короткоцикловой адсорбции извлечения водорода на цеолите NaX и активном угле // Сб. тр. VII Всероссийской научной конференции Актуальные проблемы теории и практики гетерогенных катализаторов и адсорбентов. Казань, 2023. С. 139.
  90. Zhang N., Bénard P., Chahine R, Yang T., Xiao J. Optimization of pressure swing adsorption for hydrogen purification based on Box–Behnken design method // International Journal of Hydrogen Energy. 2021. V. 46, № 7. P. 5403.
  91. Luberti M., Brown A., Balsamo M., Capocelli M. Numerical analysis of VPSA technology retrofitted to steam reforming hydrogen plants to capture CO 2 and produce blue H 2 // Energies. 2022. V. 15. № 3.
  92. Yang S.-I., Park J.-Y., Choi D.-K., Kim S.-H. Effects of the residence time in four-bed pressure swing adsorption process // Separation Science and Technology. 2009. V. 44, № 5. P. 1023.
  93. Ribeiro A.M., Grande C.A., Lopes F.V.S., Loureiro J.M., Rodrigues A.E. A parametric study of layered bed PSA for hydrogen purification // Chemical Engineering Science. 2008. Vol. 63. № 21. P. 5258.
  94. Russell B.P., Wegerer D.A., Pandey G. Integration of pressure swing adsorption and hydroprocessing for improved hydrogen utilization. Pat. 10632414 USA. 2020.
  95. Adams P.M., Givens J.A., LaVen A. Systems and methods for initiating operation of pressure swing adsorption systems and hydrogen-producing fuel processing systems incorporating the same. Pat. 8790618 USA. 2014.
  96. Monereau C. Process for the purification of a gas by adsorption. Pat. 6315818 USA. 2001.
  97. Chen Y., Kapoor A., Ramprasad N. Two phase pressure swing adsorption process. Pat. 6045603 Japan. 2000.
  98. Baksh M.S.A., Ackley M.W. Pressure swing adsorption process for the production of hydrogen. Pat. 6340382. 2002.
  99. Xu J., Weist Jr. E.L. Six bed pressure swing adsorption process with four steps of pressure equalization. Pat. 6454838 USA. 2002.
  100. Whysall M., Wagemans L.J.M. Very large-scale pressure swing adsorption processes. Pat. 6210466 USA. 2001.
  101. Baksh M.S.A., Simo M. Ten bed pressure swing adsorption process operating in normal and turndown modes. Pat. 8435328 USA. 2013.
  102. Allam R.J. Systems and processes for processing hydrogen and carbon monoxide. Pat. 7988765 USA. 2011.
  103. Chen Y., Fair G. Processes for the recovery of high purity hydrogen and high purity carbon dioxide. Pat. 8303930 USA. 2012.
  104. Kamei T., Takimoto Y. Apparatus and method for producing purified hydrogen gas by a pressure swing adsorption processes. Pat. 8431082 USA. 2013.
  105. Kamei T., Takimoto Y. Apparatus and method for producing purified hydrogen gas by a pressure swing adsorption processes. Pat. 8241401 USA. 2012.
  106. Wegerer D.A., Russell B.P., Pandey G. Integration of pressure swing adsorption with hydrocracking for improved hydrogen and liquids recovery. Pat. 11091704 USA. 2021.
  107. Xu J., Peng X.-D. Process for Producing Hydrogen Pat. 9586819 USA. 2017.
  108. Голубятников О.О., Акулинин Е.И., Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И. Аппаратно-программный комплекс для получения исходных данных на проектирование промышленных циклических адсорбционных установок // Сб. тр. Конференции Китайско-российского конкурса инноваций и предпринимательства. Воронеж: ВГУИТ, 2021. С. 82.
  109. Дворецкий С.И., Дворецкий Д.С., Акулинин Е.И., Усачев В.Б., Беляев В.А. Моделирование динамики сорбции в циклических адсорбционных процессах разделения газовых смесей // Вестник ТГТУ. 2023. Т. 29. № 3. С. 425.
  110. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей / под ред. Соколова Б.И. Л.: Химия, 1982.
  111. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Акулинин Е.И., Усачев В.Б., Беляев В.А. К вопросу использования уравнения Дубинина–Астахова при расчете изотерм H 2 , CO 2 , CO, CH 4 , N 2 для процесса короткоцикловой адсорбции извлечения водорода на цеолите NaX и активном угле // Сб. тр. VII Всероссийской научной конференции “Актуальные проблемы теории и практики гетерогенных катализаторов и адсорбентов”. Казань: Бук, 2023. С. 139.
  112. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Акулинин Е.И., Усачев В.Б., Беляев В.А. Расчет кинетики процесса адсорбции при разделении газовых смесей // Сб. тр. VIII Международной научно-практической конференции “Современные энергосберегающие тепловые и массообменные технологии (сушка, тепловые и массообменные процессы) СЭТМТ–2023”. М.: Мегаполис, 2023. С. 85.
  113. Akulinin E.I., Golubyatnikov O.O., Dvoretsky D.S., Dvoretsky S.I. A numerical study of heat and mass exchange processes in swing adsorption device for oxygen-enriched air // Advanced materials and technologies. 2019. № 3. P. 56.
  114. Akulinin E.I., Golubyatnikov O.O., Dvoretsky D.S., Dvoretsky S.I. Numerical study of the dynamics of air separation process by pressure swing adsorption // Proc. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Mathematical Modelling, Programming & Computer Software. 2019. Vol. 12. № 4. P. 95.
  115. Makarem M.A, Mofarahi M., Jafarian B., Lee C.-H. Simulation and analysis of vacuum pressure swing adsorption using the differential quadrature method // Comput. Chem. Eng. 2019. V. 121. P. 483.
  116. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Усачев В.Б., Беляев В.А. Моделирование изотерм H 2 , CO 2 , CO, CH 4 , N 2 для процесса короткоцикловой адсорбции извлечения водорода с использованием уравнения Дубинина–Астахова // Математические методы в технике и технологиях. 2023. № 7. С. 63.
  117. Rutven D.M., Faroog S., Knaebel K.S. Pressure swing adsorption. New York: VCH, 1993.
  118. Рачинский В.В. Введение в общую теорию динамики сорбции и хроматографии. М.: Наука, 1964.
  119. Радушкевич Л.В. Основные проблемы физической адсорбции. М.: Наука, 1970.
  120. Хейфец Л.И., Зеленко В.Л., Павлов Ю.В. Избранные главы химической технологии. Элементы теории процессов адсорбционного разделения газовых смесей. М.: МГУ, 2004.
  121. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1974.
  122. Алифанов О.М., Артюхин Е.А., Румянцев С.В. Экстремальные методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1988.
  123. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Акулинин Е.И., Усачев В.Б., Беляев В.А Методика расчета кинетического коэффициента массопереноса в пористой среде адсорбента // Сб. тр. VII Всероссийской научной конференции “Актуальные проблемы теории и практики гетерогенных катализаторов и адсорбентов”. Казань: Бук, 2023. С. 142.
  124. Тимофеев Д.П. Кинетика адсорбции. М.: Академия наук, 1962.
  125. Akulinin E.I., Ishin A.A., Skvortsov S.A., Dvoretskiy D.S. Mathematical modeling of hydrogen production process by pressure swing adsorption method // Advanced Materials and Technologies. 2017. № 2. P. 38.
  126. Ergun S. Fluid flow through packed columns // Chem. Eng. Progress. 1952. V. 48. P. 89.
  127. Белоглазов И.Н., Голубев В.О. Основы расчета фильтрационных процессов. М.: Руда и Металлы, 2002.
  128. Калугина Ю.Н., Черепанов В.Н. Мультипольные электрические моменты и высшие поляризуемости молекул: методика и некоторые результаты abinitio расчета // Оптика атмосферы и океана. 2015. Т. 28. № 5. С. 436.
  129. Равдель А.А., Пономарева А.М. Краткий справочник физико-химических величин. СПб.: Иван Федоров, 2003.
  130. Прохоров А.М. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983.
  131. Дубинин М.М. Адсорбция и пористость. М.: ВАХЗ, 1972.
  132. Dubinin М.М. Fundamentals of the theory of adsorption in micropores of carbon adsorbents – characteristics of their adsorption properties and microporous structures // Carbon. 1989. V. 27. № 3. P. 457.
  133. Kntgroup.ru. https://www.kntgroup.ru/ru/main.html. Accessed April 20, 2024.
  134. ЗАО “Экспериментальный химический завод”. https://лидеркарбон.рф. html. Accessed April 20, 2024.
  135. Quantochrome Autosorb IQ Nova 1200e. https://www.anton-paar.com/corp-en/products/details/autosorbr-iq-series/. Accessed April 20, 2024.
  136. Морачевский А.Г., Сладков И.Б. Термодинамические расчеты в металлургии. М.: Металлургия, 1993.
  137. iSorb-HP2. https://www.quantachrome.com/isorb/isorb.html. Accessed April 20, 2024.
  138. Рудобашта С.П., Кошелева М.К. Определение коэффициентов массоотдачи и массопроводности из кривых кинетики // Технология текстильной промышленности. 2015. Т. 6. № 360. С. 175.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Isotherms of gas sorption on active carbon CKT–4 in the temperature range of 293–333 K: 1 – CO2, 2 – CH4, 3 – CO, 4 – H2.

Жүктеу (10KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Structural diagram of the technological process of adsorption separation of gas mixtures.

Жүктеу (18KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Generalized flow chart of the KSA installation: K – compressor; BH – vacuum pump; A – adsorbers; P – receiver; D – throttle; 1–6 (a, b) – controlled valves.

Жүктеу (15KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Operation cycle diagram and flow diagram for one adsorber of the PSA unit during a cycle. (a) – operation cycle diagram for one adsorber of the PSA unit during a cycle; (b) – flow diagram for one adsorber of the PSA unit during a cycle. Cycle stages: 1 – adsorption, 2 – pressure relief, 3 – pressure reduction, 4 – counter-current flush, 5 – pressure increase, 6 – pressure increase by feed flow, P – feed flow, Pr – product flow, Util. – waste flow.

Жүктеу (3KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Strategy of decision-making in the integrated design of the automated complex “KTSA-SAU Installation”: ud – type (AO variant) of the KTSA installation, UD – set of alternative variants; acs – class of automatic control system; ASC – set of ACS classes; Hacs – set of admissible ACS structures: acs2 – class of automatic stabilization systems of static operating modes of the KTSA installation, Hacs1 – set of alternative ACS structures, acs2 – class of optimal control systems, acs3 –acsm – other classes of control systems, ACP – automatic control system, AO – hardware design, R & D – research and development work, TS – technical specifications for the design.

Жүктеу (118KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024