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本次课题研究旨在利用水合物法在分离混合气体方面的优势,对实际工程中具有代表性组成的煤气化产生的合成气进行分离,提浓其中的氢气和一氧化碳,以应用于相应的后续工艺生产。主要研究内容包括:
1.分别在纯水及摩尔浓度分别为6%和5%的四氢呋喃水溶液体系中,对已知组成的合成气进行相平衡实验,测出合成气在不同体系和不同温度下的水合物生成压力;
2.在四氢呋喃溶液摩尔浓度为5%,气液比为100:1,反应压力为5MPa(绝)的条件下,分别进行反应温度为279.15 K、281.15 K、283.15 K、284.15 K和285.15 K的分离实验,提浓合成气中的氢气和一氧化碳。实验结果表明,284.15 K时,氢气的回收率达到79.8%,氢气和一氧化碳的总回收率为76.0%,二者在分离后的平衡气体中的体积百分含量为92.734%,分离效果较为满意。
3.采用改进的levenberg-marquardt非线性最小二乘法拟合关于CO的模型参数值,并应用于Chen-Guo水合物热力学模型计算和预测本实验所用的合成气在指定温度下生成水合物的压力值,通过与实验值对比得到,二者存在一定的误差,平均误差为8.64%。主要原因是现有的关于一氧化碳的相平衡数据较少,无法拟合得到其精确的模型参数值。