[发明专利]测定多组分混合气体气固吸附过程吸附量的方法及系统

说明书

本发明提供了一种测定多组分混合气体气固吸附过程吸附量的方法及系统，方法包括：获取各组分气体在吸附剂上的单组分兰格缪尔吸附常数B_i；将每两种组分的气体配制成二元气体混合物；分别获取每组二元气体混合物中各气体组分在吸附剂上的兰格缪尔吸附常数B_ij；分别获取每组二元气体混合物中气体组分间的二元相互作用参数K_ij；根据二元相互作用参数K_ij获取待测定混合气体中所有气体组分对气体组分i的吸附作用参数K_i,mix；建立待测定混合气体的气固吸附过程相平衡数学模型；对建立的模型进行求解，获取待测定混合气体中各气体组分在吸附剂上的吸附量。本发明能够准确测定多组分吸附过程的吸附量，为吸附装置的操作调优、改造优化等提供有力依据。

技术领域

本发明涉及气体吸附技术领域，具体涉及一种测定多组分混合气体气固吸附过程吸附量的方法及系统。

背景技术

炼厂干气、油田伴生气、煤层气等低分子烃类混合气体中含有极具回收价值的组分，如CH₄、C₂组分(乙烯原料)、C₃+组分(液化气)等。吸附技术是回收这些混合气中有价值组分的最主要手段，其中混合气氛中吸附剂吸附量的准确计算是吸附装置基础设计、运行评估及操作优化的核心技术和技术难题。混合气氛中，吸附剂对不同组分吸附能力的准确评估直接影响了吸附分离技术路线的选取、建设投资及有价值组分的回收效益。

目前，主要采用由实验室测定数据拟合而得的兰格缪尔模型进行吸附量的评估：

一是单组分兰格缪尔模型，它能较好的描述绝大多数单组分气体在吸附剂上的行为，被广泛应用于吸附机理的推断、吸附性能的评价及吸附剂比表面积、孔容、孔径分布的测定。该模型需通过实验手段测定不同压力下吸附剂对该组分气体的平衡吸附量，再拟合出公式中对应参数，进而求得该气体在对应吸附剂下的吸附等温线方程。在工业实践中，气体分离和净化所处理的对象都是混合物，单组分的兰格缪尔模型对多吸附组分之间的竞争性、相互间干扰性等影响无法描述。因此，单组分的兰格缪尔模型适于研究单一组分气体的吸附过程，未考虑不同组分间的相互影响，不能描述多组分混合气的吸附过程；

二是扩展的兰格缪尔模型，它是近年来应用较广泛的描述多组分气固吸附过程的模型，理论上该模型需实验确定混合气氛中各种组分在吸附剂上的吸附平衡常数再进行计算，由于超过两组分的气体吸附平衡常数的获得异常困难，因此，该模型实际应用时，一般仍采用该组分的单组分兰格缪尔吸附常数代替混合气中该组分的吸附平衡常数，这样的简化处理必定增加了混合气平衡吸附量计算的不准确性。

因此，如何将现有技术问题加以解决，提供一种新的高效准确的测定多组分吸附过程吸附量的方法及系统，即为本领域技术人员的研究方向所在。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种测定多组分混合气体气固吸附过程吸附量的方法及系统，本发明能够准确测定多组分吸附过程吸附量，为吸附装置的操作调优、改造优化等提供有力依据。

第一方面，本发明提供了一种测定多组分混合气体气固吸附过程吸附量的方法，包括：

步骤S1：确定待测定混合气体的气体组成以及各组分气体、吸附剂的性能特征参数；

步骤S2：根据待测定混合气体的气体组成以及各组分气体、吸附剂的性能特征参数获取各组分气体在所述吸附剂上的单组分兰格缪尔吸附常数B_i；其中，所述待测定混合气体共包含n种气体组分，1≤i≤n；

步骤S3：根据待测定混合气体的气体组成，将每两种组分的气体配制成二元气体混合物，共配制得到组二元气体混合物；