CO2-SO2体系的相平衡、界面张力及吸附等温线研究

论文摘要

本论文的主要目的是从理论上阐明二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）及其二元混合物在本体相中的相平衡和界面张力等热力学性质,以及在沸石和纳米管等微孔材料中的吸附-脱吸行为和分离能力。为此,本文结合微扰链统计缔合流体理论（perturbed chain-statistical associating fluid theory, PC-SAFT）和密度梯度理论（density-gradient theory, DGT）,建立了适用于CO2-SO2体系的状态方程（equation of state, EOS）,计算了263K和333K时的p-x相图以及x CO2分别为0.8871和0.6213时的p-T相图,并与实验数据进行比较分析。结合纯组分的影响参数和混合物平衡性质,预测了二氧化碳和二氧化硫二元混合物在较大温度范围的界面性质,讨论了温度、压力和本体相性质对界面张力的影响。除理论研究外,本文还采用Monte Carlo模拟的方法,模拟了CO2、SO2和CO2-SO2混合气体在沸石及纳米管等微孔材料中的吸附等温线,分析了温度和压力等操作条件对沸石和纳米管吸附CO2和SO2能力的影响,在理论上确定吸附分离CO2-SO2混合气体的最佳条件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 二氧化碳的排放情况
• 1.1.2 二氧化碳大量排放的危害
• 1.2 二氧化碳减排方法
• 1.2.1 液相吸收法
• 1.2.2 富氧燃烧法
• 1.2.3 膜分离法
• 1.2.4 电化学法
• 1.2.5 水合物法分离
• 1.2.6 吸附分离法
• 1.3 本课题的研究目的
• 第2章 相平衡和界面性质研究
• 2.1 实验数据搜集
• 2.2 PC-SAFT 状态方程和密度梯度理论
• 2.3 计算结果分析
• 2.4 小结
• 2-SO₂在微孔材料中的吸附等温线'>第3章 CO₂-SO₂在微孔材料中的吸附等温线
• 3.1 Monte Carlo 模拟方法
• 3.1.1 Monte Carlo 模拟基本原理
• 3.1.2 Monte Carlo 模拟的应用
• 2-SO₂ 在微孔材料中的吸附模拟'>3.2 CO₂-SO₂在微孔材料中的吸附模拟
• 2-SO₂ 在沸石中的吸附模拟'>3.2.1 CO₂-SO₂在沸石中的吸附模拟
• 2-SO₂ 在碳纳米管中的吸附模拟'>3.2.2 CO₂-SO₂在碳纳米管中的吸附模拟
• 3.3 小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 详细摘要