乘员舱固态胺二氧化碳吸附性能研究
固态胺水蒸气再生二氧化碳去除系统作为再生式的环控生保系统中的优先备用方案，其优势十分明显，但目前对该方面的研究鲜见报道。本文运用吸附动力学及热力学理论对固态胺树脂的二氧化碳吸附性能进行了研究和分析，并从实验数据出发，按照Langmuir，Freundlich和Temkin的吸附模型拟合了30℃时二氧化碳在固态胺树脂上的吸附等温式，在此基础上得到了固态胺对二氧化碳的吸附特性曲线，并根据Polanyi吸附势理论推导出吸附温度下的吸附等温式。
基于影响吸附过程性能的主要因素和现有较简单与准确的拟合公式，建立了吸附及脱附的数学模型。流体流动模型采用轴向分散活塞流模型；用Langmuir等温式来表征吸附平衡；总传质系数模型反映气固相之间的传质；偏微分方程组离散方法采用线性双曲型方程的Courant-Isaacson-Ress差分格式离散。模型还考虑了热效应、传质阻力等因素的影响。
应用上述模型模拟了利用固态胺吸附/脱附去除及浓缩二氧化碳的过程。获得了入口速度和吸附/脱附温度对吸附性能的影响数据。并根据模拟结果计算了3人乘员舱的吸附柱的结构尺寸和吸附床有关参数。
本文通过对固态胺吸附二氧化碳的基础理论分析以及针对实验数据的数值模拟，对于吸附和再生操作条件对过程性能的影响有了初步了解，对于试验工作和吸附系统的优化设计有参考价值和指导意义，为进一步模拟多组分吸附过程打下基础。
乘员舱;固态胺树脂;二氧化碳;吸附性能;数学模型;模拟计算
南京航空航天大学
硕士
人机与环境工程
宋保银
2008
中文
V245.3
58
2010-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）