Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương pháp cải tiến để xác định đồng dạng hấp phụ nhị phân bằng cách sử dụng sắc ký xung nồng độ: sự hấp phụ CO2 và N2 bởi silicalite ở các áp suất khác nhau
Tóm tắt
Nghiên cứu sự tách hấp phụ khí carbon dioxide (CO2) từ khí nitơ (N2) ở các áp suất toàn hệ thống khác nhau với silicalite làm chất hấp phụ đã được thực hiện bằng cách sử dụng sắc ký xung nồng độ. Mục tiêu của nghiên cứu này cũng bao gồm việc cải tiến phương pháp xác định đồng dạng hấp phụ nhị phân bằng phương pháp xung nồng độ (CPM). Các đồng dạng hấp phụ nhị phân, biểu đồ pha x–y và đồ thị hệ số tách biệt đã được xác định ở nhiệt độ 26 °C để xem xét ảnh hưởng của áp suất lên quá trình tách bằng sắc ký xung nồng độ. Các phương pháp hiện có để xác định đồng dạng hấp phụ nhị phân bằng việc sử dụng CPM đã được xem xét và cho thấy không thể diễn giải hệ nhị phân cụ thể này. Một mô hình cải tiến mới đã được đề xuất để giải thích dữ liệu trong nghiên cứu này. Mô hình này được gọi là phương pháp xung nồng độ Kennedy-Tezel (KT-CPM) và đã cho thấy ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đã được sử dụng trong tài liệu. Kết quả sử dụng dữ liệu này phù hợp với các kết quả trước đó trong tài liệu. Các đồng dạng nhị phân cho hệ CO2–N2 cho thấy sự giảm chọn lọc CO2 khi áp suất tổng thể của hệ tăng lên. Hệ số tách tối ưu cho silicalite được tìm thấy là tăng lên khi áp suất hệ giảm và phân số mol của CO2 trong hỗn hợp cung cấp giảm.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Buffman, B.A., Masonv, YadavGD: Retention volumes and retention times in binary chromatography. J. Chem. Soc. Faraday. Trans. I. 81, 161–173 (1985)
Buffman, B.A., Mason, G., Heslop, M.J.: Binary adsorption isotherms from chromatographic retention times. Ind. Eng. Chem. Res. 38(3), 1114–1124 (1999)
Calleja, G., Pau, J., Callas, J.A.: Pure and multicomponent adsorption equilibrium of carbon dioxide, ethylene, and propane on ZSM-5 zeolites with different Si/Al Ratio’s. J. Chem. Eng. Data. 43(6), 994–1003 (1998)
Cavenati, S., Grande, C.A., Rodrigues, A.E.: Upgrade of methane from landfill gas by pressure swing adsorption. Energy Fuels 19, 2545–2555 (2005)
Hansen, J., Fung, I., Lacis, A., Riud, D., Levedeff, J.S., Ruedy, R., Russell, G.: Global climate changes as forecast by Goddard Institute for Space Studies three-dimensional model. J. Geophys. Res. 93, 9341–9364 (1988)
Harlick, P.J.E., Tezel, F.H.: A novel solution method for interpreting binary adsorption isotherms using concentration pulse chromatography data. Adsorption 6(4), 293–309 (2000)
Harlick, P.J.E., Tezel, F.H.: CO2-N2 and CO2-CH4 binary adsorption isotherms with H-ZSM5: the importance of experimental data regression with the concentration pulse method. Can. J. Chem. Eng. 79(2), 236–245 (2001)
Harlick, P.J.E., Tezel, F.H.: Adsorption of carbon dioxide, methane, and nitrogen: pure and binary mixture adsorption by ZSM-5 with SiO2/Al2O3 ratio of 30. Sep. Sci. Technol. 37(1), 33–60 (2002)
Harlick, P.J.E., Tezel, F.H.: Use of concentration pulse chromatography for determining binary isotherms: comparison with statically determined binary isotherms. Adsorption 9, 275–286 (2003)
Hyun, S.H., Danner, R.P.: Determination of gas adsorption equilibria by the concentration-pulse technique. AIChE Symp. Ser. 34(11), 1861–1877 (1982)
Hyun, S.H., Danner, R.P.: Gas adsorption isotherms by use of perturbation chromatography. Ind. Eng. Chem. Fundam. 24, 95–101 (1985)
Kabir, H., Grevillot, G., Tondeur, D.: Equilibria and activity coefficients for non-ideal adsorbed mixtures from perturbation chromatography. Chem. Eng. Sci. 53(9), 1639–1654 (1998)
Li, P.; Tezel, F. H.: Equilibrium and kinetic analysis of CO2–N2 adsorption separation by concentration pulse chromatography. 40th IUPAC Congress, Beijing, P. R. China, p61, 1-O-034, 14–19 August 2005
Li, P., Tezel, F.H.: Pure and binary adsorption equilibria of methane and carbon dioxide on silicalite. Sep. Sci. Technol. 42, 3131–3153 (2007)
Li, P., Tezel, F.H.: Pure and binary adsorption equilibria of carbon dioxide and nitrogen on silicalite. J. Chem. Eng. Data 53, 2479–2487 (2008)
Mason, G., Buffman, B.A.: Gas adsorption isotherms from composition and flow-rate transient times in chromatographic columns II—effect of pressure changes. Proc. R. Soc. Lond. A 452, 1287–1300 (1996)
Radeke, K.-H., Ortlieb, J–.J., Gelbin, D.: Evaluating breakthrough curves with the method of moments for systems obeying the langmuir isotherm. Chem. Eng. Sci. 36, 11–17 (1981)
Ruthven, D.M., Kumar, R.: An experimental study of single-component and binary adsorption equilibria by a chromatographic method. Ind. Eng. Chem. Fundam. 19, 27–32 (1980)
Ruthven, D.M.: Principles of adsorption and adsorption processes. John Wiley & Sons Inc., New York (1984)
Shah, D.B.,: Binary sorption equilibria by pulse chromatography. In: Perspectives in molecular sieve science, pp. 409–420, American Chemical Society, 1988
Shah, D.B., Ruthven, D.M.: Measurement of zeolitic diffusivities by chromatography. AIChE J. 23, 804–810 (1977)
Suzuki, T., Sakoda, A., Suzuki, M.: Adsorption of carbon dioxide onto hydrophobic zeolite under high moisture. J. Chem. Eng. Japan 30(5), 954–958 (1997)
Tezel, F.H., Tezel, H.O., Ruthven, D.M.: Determination of pure and binary isotherms for nitrogen and krypton. J. Colloid Interface Sci. 149, 197–207 (1992)
Triebe, R.W., Tezel, F.H.: Adsorption of nitrogen and carbon monoxide on clinoptilolite: determination and prediction of pure and binary isotherms. Can. J. Chem. Eng. 73, 717–724 (1995)
Van der Vlist, E., Van der Meijden, J.: Determination of the adsorption isotherms of the components of binary gas mixtures by gas chromatography. J. Chrom. 79, 1–13 (1973)
Zhong, G.M., Meunier, F.: Linear perturbation chromatography theory: moment solution for two-component nonequilibrium adsorption. Chem. Eng. Sci. 48(7), 1309–1315 (1993)