Отчет о НИР по проекту МК-1604.2020.8 Исследование кинетики адсорбции-десорбции диоксида и оксида углерода на цеолитовых адсорбентах, математическое моделирование и оптимизация короткоцикловых адсорбционных процессов и установок для получения чистого воздуха (заключительный)

Цель проекта. Исследование кинетики адсорбции-десорбции диоксида и оксида углерода, системных связей и закономерностей функционирования и развития циклических адсорбционных процессов получения чистого водорода (более 99,99%) с использованием гранулированных и блочных цеолитовых адсорбентов и разработка практических рекомендаций по расчету процессов очистки и разделения синтез-газа методом КБА. Методы решения задач научного исследования. В ходе реализации проекта использованы теоретические и экспериментальные методы. Теоретические методы включали методы системного анализа связей и закономерностей, математического моделирования и оптимизации адсорбционных циклических процессов очистки и разделения газовых смесей в условиях неопределенности, идентификации коэффициентов математической модели; оптимального планирования и проведения многофакторных экспериментов по исследованию кинетики, динамики и условий равновесия (изотерм адсорбции-десорбции) процессов адсорбции- десорбции диоксида и оксида углерода блочными цеолитовыми адсорбентами; математического моделирования и оптимизации короткоцикловых адсорбционных процессов при получении водорода. Экспериментальные методы включали объемный метод исследования адсорбционных свойств цеолитовых адсорбентов типов A и Х, стационарный и динамический методы исследования процессов адсорбции - десорбции диоксида и оксида углерода с использованием гибкого аппаратно- программного комплекса для исследования и оптимизации короткоцикловых 4 адсорбционных процессов очистки и разделения газовых смесей и приборной базы Центра коллективного пользования ТГТУ, оснащенного анализатором удельной поверхности серии «Сорбтометр-М», прибором термического анализа STA 449 F3 Jupiter, испытательным прессом ИП100М-авто, испытательной машиной для полимерных, композиционных и волокнистых материалов DBBMTCL-500 kg, Testometric, ИК-Фурье спектрометром «ИнфраЛЮМ® ФТ-08», анализатором пористости и удельной поверхности Autosorb iQ, рентгендифирактометром Дифрэй-401. В распоряжении коллектива имелась необходимая лабораторная база, специализированный экспериментальный стенд по обогащению воздуха кислородом и получению выходных кривых адсорбции-десорбции, высокоточные сертифицированные приборы и оборудование (манометры M043-P12, ротаметры LZM-6T, анализаторы кислорода ПГК-06 100, анализатор влажности газов ИВГ-1М, газоанализатор универсальный СИГМА-03, термоизмеритель ТМ−12м), в том числе универсальный газоанализатор 1302, универсальный измерительный комплекс ТЕSТО 400, измерительный ртутно– порометрический комплекс в составе ртутного поромера низкого давления (Makropore - 120), измеритель сорбции газов Autosorp IQ, цеолиты промышленные гранулированные типов CaA и NaX(шарик, диаметр 1,6 - 2,5 мм, 3,0-5,0 мм) и экспериментальные блочные адсорбенты типа CaA.