国家自然科学基金(20506019)
- 作品数：10 被引量：62H指数：4
- 相关作者：李明李明郭璞胡鸣若代磊更多>>
- 相关机构：同济大学上海交通大学中国石油化工集团公司更多>>
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- 相关领域：化学工程矿业工程理学天文地球更多>>
- 基于活性炭从煤层气中分离甲烷被引量：2
- 2013年
- 为探索不同工艺条件下活性炭204-Ⅱ用于从煤层气中分离CH。的效果，在温度253．2～313．2K、压力0～0．8MPa，采用容积法测试CH。，N2纯组分在活性炭204～Ⅱ上的吸附平衡，并在293．2K、0．1～0．5MPa进行CH4，N2纯组分及其混合体系在活性炭204～Ⅱ固定床上的动态穿透曲线两塔变压吸附分离试验。采用Langmuir-Freundlich模型描述纯CH4，N2在活性炭204～Ⅱ上的吸附等温线，分析不同温度和压力条件下CH4对N2的吸附选择性，明确降低压力和升高温度可以提高CH4和N2的吸附平衡差异。通过动态微分模型对CH4，N2纯组分的固定床穿透曲线进行理论模拟并计算得到传质系数，结果表明，二者传质系数基本相等，确定了cH4和N2在活性炭上的分离是基于吸附平衡差异的机理。低浓度的煤层气通过一步变压吸附过程的分离效果有限，CH4含量为20．13％和47．46％的煤层气可分别提纯至39．83％和71．38％，不同操作压力下的提纯效果接近（0．1～0．5MPa）。
- 李明高秋菊郭璞谭靖
- 关键词：煤层气CH4N2
- 真实吸附溶液理论预测CH_4-C_2H_6在活性炭上的吸附平衡被引量：1
- 2013年
- 采用容积法测试了纯CH4和C2H6在204-Ⅱ活性炭上的吸附等温线,温度为293 K,压力范围为0～4 MPa。采用捕集法测试了CH4-C2H6混合体系293 K、0～1.1 MPa条件下在204-Ⅱ活性炭上的吸附平衡数据,其中CH4浓度范围34.0%～95.2%。引入描述吸附相自身非理想性的真实吸附溶液模型（RAST）,结合描述吸附剂表面势场不均一的孔径分布模型（MPSD）,建立了MPSD-RAST模型,其中RAST模型中的活度因子使用Wilson方程和NTRL方程计算。采用MPSD-RAST模型对CH4-C2H6吸附平衡数据进行了预测,并与理想吸附溶液模型（IAST）和MPSD-IAST模型进行了对比分析。结果表明,对于轻组分CH4,MPSD-RAST模型预测平衡吸附量和摩尔分数的精度明显优于IAST和MPSD-IAST模型;对于重组分C2H6,IAST、MPSD-IAST和MPSD-RAST 3种模型的预测偏差均低于5%。研究结果表明,预测混合气体的吸附平衡,吸附相自身非理想性是必须考虑的重要因素。
- 李明涂适赵欣刘龑
- 关键词：混合气体
- 6FDA型聚酰亚胺中气体溶解行为的分子模拟被引量：4
- 2009年
- 用分子模拟方法对6FDA-durene、6FDA-pPDA及其共聚物6FDA-durene/pPDA的链间距及自由体积进行了模拟计算,结果与文献实验值一致;采用巨正则Monte Carlo(GCMC)方法模拟了O2、N2、CH4和CO2在聚酰亚胺中的溶解,计算结果表明:COMPASS力场能较准确地描述O2、N2和CH4在聚酰亚胺中的吸附溶解,O2、N2、CH4的溶解系数模拟结果与实验数据吻合较好。CO2的溶解系数计算值与实验值偏差较大(约50%),主要原因可能在于模拟过程中未考虑体积溶胀效应以及COMPASS力场不能精确描述CO2与—CF3基团的相互作用。同一聚合物中,计算所得气体溶解系数的大小顺序为CO2>CH4>O2>N2,与气体凝聚性趋势一致,同种气体在6FDA型聚酰亚胺中的溶解系数与其自由体积分数变化趋势一致。3种聚合物对CO2/CH4的溶解选择性高于O2/N2,共聚物与均聚物相比,气体溶解选择性没有明显提高。
- 伍艳辉张海峰李明刘仲能
- 关键词：自由体积
- 用于PEMFC的天然气水蒸气制氢系统被引量：3
- 2009年
- 针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的应用要求,开发了一个包括天然气水蒸气重整、CO变换和变压吸附净化的制氢工艺过程,并着重对重整反应和变压吸附的操作条件进行了实验研究。考察了温度、空速和水碳比对重整反应的影响,得到适宜的工艺操作条件,实验结果表明:温度650℃、水碳比6、空速42h-1时,氢气含量为70.21%,甲烷转化率为77.41%;分析了温度、流速对变压吸附脱除CO效果的影响,结果表明:在0.2MPa、40℃和吸附、脱附时间120s的条件下,产品气中CO浓度接近于1×10-6,经过多次循环后产品气质量稳定,可以连续获得满足80W质子交换膜燃料电池要求的高纯度氢气。
- 代磊李明胡鸣若
- 关键词：PEMFC甲烷重整变压吸附
- 燃料电池供氢系统研究进展被引量：4
- 2009年
- 对燃料电池供氢系统的研究进展进行了综述,介绍了重整制氢方法、反应器类型以及富氢气体的各种净化技术。对比了蒸汽重整、部分氧化重整和自热重整3种制氢反应各自的特点,对不同反应器的研究结果及优缺点进行了分析。总结了富氢气体中CO的脱除工艺,包括选择性氧化、甲烷化、变压吸附和膜分离,其中CO选择性氧化相对其他方法更具优势。探讨了制氢过程中各种技术的特点和急需解决的问题,并对供氢系统的应用前景做了展望。
- 代磊李明胡鸣若
- 关键词：燃料电池重整
- 煤层气中CH_4/N_2分离工艺研究进展被引量：29
- 2008年
- 介绍了近期针对煤层气中CH4/N2体系的分离工艺研究进展。论述目前应用于CH4/N2体系分离的主要方法,包括低温精馏、变压吸附和膜分离工艺,探讨了各种方法在不同工艺条件下的分离效果,以及在实际应用中的特点和技术上的改进,展望了未来的研究发展方向。
- 郭璞李明
- 关键词：煤层气甲烷氮气
- CH_4/N_2在炭分子筛上的吸附动力学被引量：17
- 2010年
- 测定了253～333K下CH4和N2纯组分在炭分子筛颗粒上的吸附动力学数据及CH4和N2纯组分及其混合体系333K下在炭分子筛固定床上的穿透曲线,选择Fick扩散模型对数据进行了模拟。结果表明:吸附初期N2的扩散系数大于CH4,此时吸附剂优先吸附N2;炭分子筛固定床表现出对N2的优先吸附选择性,可以实现出口直接富集CH4的目的,且CH4浓度要求在99%以上时,收率可达75.6%。
- 慈红英李明卢少瑜刘歆荔
- 关键词：炭分子筛动力学
- 气体在石墨化炭黑上吸附平衡的普遍化模型
- 2011年
- 通过静态容积法测试了CO2和CH4在石墨化炭黑上的吸附平衡数据,温度范围253.2～313.2 K,压力范围0～4.5 MPa。利用Virial方程计算CO2和CH4吸附平衡的亨利常数K,绘制(K.p)-n的普遍化曲线。结果表明,普遍化曲线可以很好地描述不同温度下CO2和CH4的吸附平衡数据,利用普遍化模型能够实现预测吸附平衡的目的。
- 徐尔玲李明刘娟严一凡
- 关键词：石墨化炭黑
- 针状焦制备工艺及分析被引量：3
- 2013年
- 研究生产工艺对针状焦晶体结构的影响,包括延迟焦化、高温煅烧、热捏合-成型、高温石墨化等工艺过程,并采用了X射线衍射分析、扫描电镜、热膨胀仪、偏光显微镜等方法对结果进行了分析表征。结果表明:煤沥青经490℃炭化过程得到生焦,偏光显微镜和扫描电镜证实晶体结构得到改善,呈明显的纤维状结构,流线型较好;生焦在1 500℃下进行煅烧,经X射线衍射分析得知,晶体层面距d002减小,由0.3518 nm降到0.3468 nm,说明生焦的有序结构得到了进一步发展;通过测定石墨电极的CTE值,当针状焦和黏结剂的比例由10誜4改变为10誜5时,电极的CTE值由3.224×10-6/℃降至2.724×10-6/℃。
- 高秋菊李明
- 关键词：延迟焦化煅烧石墨化针状焦石墨电极
- 煤层气爆炸极限分析被引量：4
- 2010年
- 煤层气爆炸极限的准确确定是煤层气安全开发利用的前提条件。煤层气爆炸极限不仅取决于单组分可燃性气体组成及其含量等自身因素,还受到大气压力、温度等因素的影响,因而首先对煤层气中单组分可燃性气体爆炸极限的准确确定十分必要。为此,采用按完全燃烧所需要的氧原子数和按化学计量浓度两种理论方法对煤层气中常见的单组分可燃性气体进行计算及分析。结果表明,两种理论方法对爆炸下限的计算比爆炸上限更好地接近实验值,其中按完全燃烧所需要氧原子数的改进方法更为准确。然后对含有多组分的煤层气,采用理查特利(Le Chatlier)公式法进行了理论计算,分析了惰性气体、压力、温度对爆炸极限的影响,与温度相比,压力对爆炸上限的影响更大。因此,在煤层气的开发利用中,应尽可能在低温和低压条件下操作。
- 黄海仙李明顾安忠石玉美
- 关键词：煤层气甲烷可燃性气体计算方法影响因素抑爆
