非平衡条件下氯化锰-氨的吸附/解吸特性分析

研究了非平衡条件下氯化锰复合吸附剂吸附氨的压力/温度曲线,并与Claperon反应平衡曲线进行了对比.结果发现,在相同的冷凝/蒸发条件下,氯化锰吸附(解吸)氨的量随着温度的变化而变化,说明非平衡吸附/解吸过程为双变量控制,而不是单变量控制.这一研究结果与理论上的Claperon曲线有较大的差别.为了验证研究结果,对吸附剂的等压吸附过程进行了测试.结果表明:吸附过程与平衡压力/温度曲线相符合;解吸过程则存在着严重的滞后现象,并且该现象主要在解吸4mol氨之后出现.考虑解吸滞后条件,计算了单级吸附制冷系统的制冷系数(COP)和单位质量吸附剂的制冷功率(SCP),结果显示,按照传统理论所得到的COP和SCP与实际测试结果的误差分别达到25%与40%,说明对于化学吸附制冷过程的理论计算需要以非平衡吸附性能测试作为基础.

多盐复合吸附剂的非平衡吸附/解吸特性

以膨胀硫化石墨为基质,制备了新型氯化铵/氯化钙/氯化锰/膨胀硫化石墨复合吸附剂,并测试了其在非平衡条件下的吸附/解吸特性。在与3种单盐各自的Clapeyron反应平衡曲线的比较中发现,该多盐复合吸附剂同时具备这3种单盐的特性,却存在一定的差异。在非平衡条件下的吸附/解吸特性曲线测试过程中发现,该多盐复合吸附剂具备这3种金属氯化物各自的一些性质,却不存在金属氯化物-氨络合过程中普遍存在的吸附滞后现象。在实验的基础上计算和比较了使用不同吸附剂的单级间歇式吸附制冷循环的COP和SCP。结果证明多盐复合吸附剂的性能优于单盐吸附剂。

长江中下游浅水湖沉积物对磷的吸附特征——吸附等温线和吸附/解吸平衡质量浓度

研究了长江中下游几个浅水湖泊表层沉积物磷吸附等温线和沉积物对磷的吸附 解吸平衡质量浓度。结果表明:沉积物对磷的吸附等温线同时符合Langmuir模型和Freundlich模型。据Langmuir模型计算,沉积物对磷的吸附容量为0 122～0 893mg g,且吸附容量与Al2O3,TFe2O3和有机磷(O-P)的含量均有较好的正相关关系。沉积物对磷的吸附存在吸附 解吸平衡点,不同沉积物在该点质量浓度为0 02～0 45mg L,有较大差异。该值与沉积物中总磷及无机磷有很好的正相关关系,与铁 铝磷及有机磷和有机质含量也有较好的正相关关系,而与钙磷及氧化钙只有较弱的正相关关系。结果还表明:富营养化严重的湖泊,沉积物有向上覆水释放磷的趋势。

核素迁移的二维非平衡吸附数值模式研究

为了进一步研究核素在孔隙介质中的迁移规律，本文将水动力弥散方程与核素在孔隙介质中非平衡吸附关系式相耦合，建立了非平衡吸附数值模式，并给出了非平衡吸附数值模式中吸附解吸速率参数的获取方法．为了检验所建模式与编制的程序的正确性，利用试验场（８５）Ｓｒ迁移的野外试验资料进行了计算，并与核素迁移平衡吸附数值模式的计算结果进行了对比．结果表明，二维非平衡吸附核素迁移数值模式能够更好地描述核素迁移实际．

非平衡吸附对核素迁移的影响及平衡速率参数的确定

放射性核素以水为载体在多孔介质中迁移时，吸附和解吸作用不容忽视吸附和解吸是一非平衡过程．非平衡状态下吸附和解吸达到平衡的快慢程度可以用平衡速率参数ａ来表征本文首次定量分析了非平衡吸附对核素迁移的影响，提出基于室内分配系数实验求取ａ值的方法，并将室内实验得出的ａ值同原位核素迁移试验拟合值进行比较；结果表明用此方法求出的ａ值可作为非平衡吸附核素迁移数学模型的主要参数依据。

非平衡—非线性吸附情况下填埋场污染物运移分析

采用 Langmuir 等温吸附线方程描述非线性吸附性能, 基于改进的混合元方法,通过数值计算与分析,探讨了非平衡吸附条件下污染物运移过程及其机理。计算结果表明: 当考虑非平衡、非线性吸附性能时, 污染物穿透曲线即浓度的时程变化曲线尖锐而狭窄、峰值点前移, “拖长尾”现象不明显, 由此说明,土颗粒对污染物的非平衡、非线性吸附使得污染物的穿透能力增强, 滞留能力下降。进一步的变动参数比较分析表明:Langmuir 等温线方程中的参数 B、压实粘土衬里的渗透性及地下水渗流速度对污染物运移过程具有显著的影响。

非平衡吸附模型在煤层气数值模拟中的应用

详细论述了煤层气在微孔中吸附、解吸以及由微孔到裂缝扩散的非平衡吸附模型,并将其与裂缝中的气-水两相渗流模型以源汇项的方式联合起来,建立煤层气数值模拟的耦合模型.利用此模型对实际煤层气孔的试验采气动态进行了生产史匹配.结果表明,在煤层气数值模拟中,应用非平衡吸附模型能够充分体现煤层气藏双重介质的性质及煤层气解吸后从微孔向裂缝扩散的时空过程,克服了平衡态模型把煤气层作为单孔隙介质,将微孔中气体浓度只看作是裂缝中压力的函数,而与时间无关的弱点,使数值模型更接近煤层气开发中解吸、扩散、渗流的实际过程,模拟和预测煤层气的开采动态,评价煤层气储量更准确、更可靠.

非平衡循环吸附色谱分离研究

A non-linear and non-equilibrium model of cycling chromatography was established．Computer simulation and experiment of the process of cycling chromatography showed that the productionrate of cycling chromatography was higher than that of conventional chromatography method The production rate of the cycling chromatographic separation increased with the increase of the cycling number. The use of the cycling chromatography technique would improve apparently improve the production rate if the solid／liquid interface mass transfer resistance was large or the apparent selectivity coefficients of adsorbants were small.The elution curves calculated by the model of non-linear and nonequilibrium cycling chromatography, were in good agreement with experimental elution curves of chromatography while the elution curves calculated by the model of the equilibrium cycling chromatography deviated from the experimental elution curves of chromatography.

非平衡吸附放射性核素迁移数值模型研究

放射性核素在以水作为载体于多孔介质中迁移时，吸附与解吸作用不容忽视．吸附与解吸为一非平衡过程，本文建立了考虑非平衡吸附的放射性核素迁移数植模型，模型中对于水动力弥散方程和非平衡吸附关系式的耦合，采用数值离散、直接代入的方法使数值求解便于实施．利用现场核素迁移试验观测资料对所建立的非平衡吸附核素迁移数值模型进行了检验，充分说明了该模型的有效性．

非平衡吸附与固体吸附制冷循环特性研究

在固体吸附制冷循环中，实际的吸附（解吸）过程都是非平衡吸附过程，这使实际的吸附制冷循环与理论上的平衡吸附组成的制冷循环有差距。本文比较了不同表面扩散速度系数下吸附反应器在运行中的内部温度场和吸附率分布，并从热力学循环的角度进行了分析讨论，文中分析及结论有助于深入认识吸附反应器在制冷循环中工作特性。

二元液体混合物非理想吸附平衡数据的预测

根据气相吸附和液相吸附的热力学一致性条件 ,从溶液理论、表面热力学出发并结合相交换模型 ,提出从气相吸附平衡数据预测二元液体混合物吸附平衡的模型 ,模型中仅含 4个未知参数 .应用该模型对二元液体吸附体系进行了预测 。

污染物传输的两区非平衡吸附数值仿真模型

考虑不可动水和污染物的非平衡吸附特性以及微生物降解等因素,建立了土壤-水环境中污染物运移的两区非平衡吸附模型。基于自行编制的有限差分程序给出了二维仿真算例,模拟了农药等污染物在土壤-水环境中的运移过程,探讨了在不可动水和非平衡吸附影响下土壤中各相浓度分配的规律。模拟结果表明:土壤各相的浓度变化并不同步。可动水相浓度变化最快,对浓度分布起主导作用;不可动水次之;可动区吸附相浓度变化存在明显的滞后现象;而不可动区吸附相浓度变化最为缓慢,滞后现象最为明显。

具有非平衡吸附特征的吸附床传热特性研究

吸附床是固体吸附制冷系统的关键部件，对于连续回热等快速进行的吸附制冷循环，吸附床内温度的变化及其压力交变对吸附特性的影响不可忽视。本文对吸附床在吸附、解吸过程中的温度场和吸附率分布进行了模拟计算，并将其与采用平衡吸附模型的计算结果进行了比较，文中比较及结论有助于深入认识吸附床在制冷循环中工作特性，并为吸附床的设计提供参考依据。

气体变压吸附非等温非绝热非平衡模型计算

分析了固定床吸附过程中流动、传热和传质过程,将多孔介质内传输模型应用于吸附过程研究,建立了大含量强吸附的非等温非绝热非平衡模型,传质过程采用线性驱动力模型.应用有限体积差分法对方程进行离散,使用SIMPLE法进行压力-速度修正,使用迭代法进行方程求解.采用此新模型计算了定壁温条件下圆筒形沸石13X吸附床对质量浓度为0.176 kg/m3的二氧化碳/氮气双组分气体的吸附过程,并对结果进行了分析.模型可以合理地计算吸附传质与传热之间的耦合关系,结果符合前人的实验结果.计算结果表明:吸附过程中温度变化非常显著对吸附量的增大和处理周期的缩短都是不利的,对吸附过程温度的变化进行抑制是提高吸附分离效果的有效途径.

煤层气非平衡吸附的数学模型和数值模拟

煤层为微孔—裂缝双重介质，煤层气通过吸附作用吸附在煤孔隙壁面上而储集。文中建立了描述裂缝中气水两相渗流及微孔中非平衡吸附气体解吸扩散过程的数学模型，扩散到裂缝中的气体被视为源项，微孔中气体解吸扩散方程与裂缝中气相渗流方程通过微孔单元表面气压等于周围裂缝网气压的条件而耦合；考虑了单井径向流模型、垂直压裂模型及拟三维多井模型，并给出了相应的有限差分数值模型。

沸石分子筛/泡沫铝复合吸附材料-水非平衡吸附制冷特性分析

基于线性驱动力(LDF)非平衡吸附模型,计算了不同吸附层厚度、不同循环周期沸石分子筛/泡沫铝复合吸附剂-水的基本循环吸附制冷性能。结果表明非平衡吸附对于循环性能有很大影响。同时通过和沸石分子筛-水系统比较,由于复合吸附材料的强化传热作用,在循环周期较短时,具有更高的COP、单位吸附剂质量制冷功率以及单位吸附床质量制冷功率。

非平衡吸附特征的吸附床传热传质特性

建立椰壳活性炭-甲醇吸附式制冷系统吸附床传热传质数学模型,应用该模型进行具有非平衡吸附特性的吸附床传热传质研究,利用数值方法对数学模型进行求解,讨论了吸附床在冷却过程中吸附剂温度、吸附速率、吸附量、制冷系数以及单位质量吸附剂制冷功率与时间的关系,吸附床在加热过程中吸附剂温度、脱附速率及脱附量与时间的关系。研究结果表明:吸附床在整个吸附过程中的吸附速率存在一个峰值0.0012 kg/s,吸附床在整个脱附过程中的脱附速率存在一个峰值0.0017kg/s,吸附剂温度变化率在换热阶段趋于平缓,制冷系数值在吸附阶段近似呈线性增长,而单位质量吸附剂制冷功率在吸附阶段存在一个峰值35 kW/kW。

基于Femlab的煤层气瞬态非平衡吸附的数值模拟

煤层甲烷运移模型的非稳态模型考虑了气体体积分数梯度的影响,使得求解复杂,计算量大,给实际应用带来困难。针对此问题,采用Femlab商业数值模拟软件,对所建的非稳态模型进行了模拟求解。结果表明:该软件模拟的产气量与资料显示的实测数据有较好的拟合关系,分布曲线能够较好的预测煤层中甲烷气的运移和分布规律。该软件的模拟结果有较高的借鉴价值。

煤层气开采的二维非平衡吸附模型

由于煤层气工业发展比石油工业晚,故很多方面的研究都借鉴了石油开采的理论,鉴于煤层气开采机理与石油开采有本质的区别,因此煤层气的数学模型相对较油气藏模型要复杂。文章在平衡吸附模型的基础上,进一步研究了煤层气开采的非平衡吸附模型。充分考虑了煤层气的流动特性,并结合煤层气的开采特点,首先根据物质平衡原理以及朗格缪儿等温吸附曲线,建立了煤层气开采的扩散模型;然后结合达西定律,建立了煤层气开采的渗流模型;同时考虑到煤储层特征建立了煤层裂缝的孔隙度和渗透率模型,结合边界条件,形成了完整的煤层气开采的二维非平衡吸附数学模型。

非平衡吸附单相煤层气井底压力

为了给煤层气勘探和开发提供科学依据,必须对煤层气井井底瞬时压力进行分析。根据煤层气的地质特征及煤层气的产出机理,以多孔介质不定常渗流理论为基础,按垂直井、无限大煤层考虑,在一定的假设条件下,建立了非平衡吸附单相煤层气的数学物理模型,研究了非平衡吸附煤层气井底压力与煤层之间的关系,给出了煤层气井井底瞬时压力分析方法和步骤,从而可获得有关煤层气参数和井筒参数,为煤层气的开发提供理论依据。