Статьи автора

Моделирование циклических процессов сорбции–десорбции в системах адсорбционного аккумулирования природного газа на основе нанопористого углеродного адсорбента из торфа

Номер выпуска 1 от 01.01.2025

Внедрение метода хранения природного газа в адсорбированном состоянии (АПГ) для практического использования в топливных системах транспортных средств зависит от доступности адсорбента с нужными свойствами и выработки оптимальных режимов заправки / выдачи топлива, которые обеспечат максимальную эффективность и наибольший запас хода автомобиля на одной заправке топливом. В данной работе представлены результаты моделирования цикла заправки / выдачи газа для полноразмерных АПГ баллонов (адсорберов) объемом 65 и 150 л, заполненных углеродным адсорбентом, в условиях активного терморегулирования и без для различных скоростей заправки в диапазоне от 5 до 5000 л/мин. Расчеты проводились с помощью модели с сосредоточенными параметрами, с использованием результатов измерений адсорбции метана в промышленном углеродном адсорбенте из торфяного сырья PAC-3 в интервале температур от 213 до 393 К, а также адсорбционно-стимулированной деформации адсорбента и оценке сопутствующих тепловых эффектов. Как следует из данных рентгеновской дифракции и сканирующей электронной микроскопии, PAC-3 обладает неоднородными фазовым и химическим составами, что обусловлено структурными особенностями прекурсора (торфа) и условиями активации. Согласно данным низкотемпературной адсорбции азота, пористая структура адсорбента является преимущественно микропористой с небольшой долей мезопор. Дилатометрические измерения показали, что в процессе адсорбции метана линейные размеры гранул PAC-3 изменяются на 0.62%, а их объем – на 1.85%, что должно быть учтено при проектировании системы АПГ во избежание ее разрушения, а также для точных расчетов температурных флуктуаций, возникающих в процессе заправки / выдачи газа. В результате проведенного моделирования было показано, что при активном терморегулировании системы АПГ не происходит сильного нагрева адсорбента, а существенно увеличиваются как количество выдаваемого топлива, так и максимальный запас хода автомобиля на одной заправке. Терморегулирование АПГ системы наиболее эффективно при малых скоростях заправки (от 5 до 80 л/мин), высоких давлениях и больших объемах адсорбера.

149 0

АДСОРБЦИЯ НИЗШИХ АЛКАНОВ СН, СН, СН, и-СН И ИХ СМЕСЕЙ НА ВЫСОКОАКТИВНОМ МИКРОПОРИСТОМ УГЛЕРОДНОМ АДСОРБЕНТЕ

Номер выпуска 3 от 01.03.2025

Проведено сравнительное исследование адсорбционного поведения метана, этана, пропана и и-бутана на супермикропористом адсорбенте ACW с высоким объемом микропор (1.44 см/г) и широким распределением пор по размерам. Изотермы адсорбции газов измерены объемно-весовым методом при температурах 303, 313, 323 и 333 К в интервалах давлений метана (0.1–40 МПа), этана – (0.01–3.8 МПа), пропана – (0.01–0.9 МПа), и-бутана – (0.01–0.19) МПа). Методом IAST рассчитана адсорбция бинарных смесей CH/CH, CH/CH, CH/H при содержании компонентов 98/2, 95/5, 92/8 и 90/10 мол.% соответственно. Проведена оценка потенциальной селективности адсорбента ACW в процессах адсорбционного разделения газов для их дальнейшего использования.

36 0

ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВНОСТИ МЕТОДОВ АДСОРБЦИИ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ ЭНДОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Номер выпуска 3 от 01.03.2025

Исследована адсорбция метана (СН) и углекислого газа (СО) на микропористых адсорбентах: активных углях, Sorbonorit-4 и АУК, металлорганической каркасной структуре La-BTC и цеолите NaX. Получены изотермы адсорбции метана и углекислого газа при давлениях до 0,12 МПа и температурах 213–333 К. Сравнительный анализ показал, что наибольшую адсорбционную активность проявляют системы “АУК–СН” и “NaX–СО”. Полученные результаты позволят проводить анализ основных компонентов парниковых газов методом селективного адсорбционного разделения и скрининг поверхностного газового состава, что перспективно для проведения комплексных исследований геодинамически активных районов, в том числе и Камчатского полуострова.

38 0