КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-79-00092
НазваниеИнтенсификация процесса короткоцикловой безнагревной адсорбции получения высокочистого водорода с использованием блочных цеолитовых адсорбентов: кинетика, моделирование, оптимизация
Руководитель Голубятников Олег Олегович, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" , Тамбовская обл
Конкурс №60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-602 - Моделирование технических систем
Ключевые слова короткоцикловая безнагревная адсорбция, блочный цеолит, синтез-газ, водород, оксид углерода, диоксид углерода, метан, азот, кинетика, изотерма адсорбции, системный анализ, математическое моделирование, оптимизация, вычислительный эксперимент, неопределенности
Код ГРНТИ61.01.77, 61.13.19
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на исследование кинетики и закономерностей адсорбции–десорбции компонентов синтез-газа (CO2, CO, CH4, N2, H2, H2O) на блочных цеолитовых адсорбентах, математическое моделирование и оптимизацию короткоцикловых адсорбционных процессов и установок концентрирования чистого водорода. Одним из путей решения энергетических и экологических проблем является эффективная переработка газообразных отходов и побочных продуктов угле- и нефтеперерабатывающих производств. Для получения чистого водорода (более 99,99%) синтез–газ должен дополнительно очищаться от газообразных примесей в установках короткоцикловой безнагревной адсорбции (КБА). Интенсификация процесса концентрирования водорода связана с использованием новых блочных цеолитовых адсорбентов, обладающих разветвленной системой каналов с высокой удельной поверхностью, обеспечивающих повышенную кинетику процесса и низкое аэродинамическое сопротивление. В ходе выполнения проекта будут изучены механизмы адсорбции–десорбции из смесей, соответствующих синтез–газу, микропористыми блочными цеолитовыми адсорбентами типов A и Х и экспериментально изучены их адсорбционные свойства. Будут получены изотермы сорбции CO2, CO, CH4, N2, H2, H2O. Исследованы на специализированном стенде КБА зависимости выходных концентраций CO2, CO, CH4, N2, H2O и H2 от технологических условий осуществления процесса, идентифицированы кинетические коэффициенты. С использованием разработанных двухмерной и трехмерной математических моделей адсорбционного процесса концентрирования водорода будет осуществлено проектирование перспективных блочных цеолитовых адсорбентов и адсорбера установки КБА. Будут проведены численные исследования динамики циклических адсорбционно–десорбционных процессов при различных значениях режимных и конструктивных переменных. По результатам проекта будут скорректированы представления о механизмах и кинетике адсорбции–десорбции в циклических адсорбционно–десорбционных процессах газоразделения синтез–газа на блочных цеолитах типов A и X. Сформулированы и решены задачи оптимального проектирования промышленных КБА установок концентрирования водорода в условиях интервальной неопределенности части исходных данных; выработаны практические рекомендации по расчету процессов очистки и разделения синтез–газа методом КБА, которые могут быть использованы при проектировании промышленных установок концентрирования чистого водорода производительностью до 50000 нм3/час. Полученные результаты создадут основу для создания научно–обоснованной методики расчета и проектирования промышленных установок КБА газоразделения и очистки многокомпонентных газовых смесей.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ