New momentum and energy balance equations considering kinetic energy effect for mathematical modelling of a fixed bed adsorption column
New momentum and energy balance equations considering kinetic energy effect for mathematical modelling of a fixed bed adsorption column
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考虑动能效应的新动量和能量平衡方程用于固定床吸附塔的数学建模
DOI：
10.1007/s10450-015-9675-7
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
3.3
通讯作者：
Luberti M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Luberti M
考虑了固定床吸附柱在时间和空间上的动能变化，建立了严格的动量和能量平衡方程。虽然在大多数情况下动能对吸附柱动力学的影响可以忽略不计，但是随着吸附柱经历巨大的压降或随着气体速度随时间和沿着柱突然变化，动能的影响会变得越来越大。在本研究中推导的严格的动量和能量平衡方程已被验证与两个极限情况：（1）惰性气体流通过填料塔与一个非常高的压力降和（2）放空的绝热空塔。包括动能效应的新的能量平衡为以改进的精度模拟快速变压吸附过程铺平了道路，该过程固有地涉及沿柱的非常高的压降沿着，并且需要非常高的压力变化率用于柱排放和加压。
It was aimed to derive rigorous momentum and energy balance equations where the change of kinetic energy in both spatial and temporal domains of a fixed-bed adsorption column was newly taken into account. While the effect of kinetic energy on adsorption column dynamics is negligible in most cases, it can become more and more influential with an adsorption column experiencing a huge pressure drop or with the gas velocity changing abruptly with time and along the column. The rigorous momentum and energy balance equations derived in this study have been validated with two limiting cases: (1) an inert gas flow through a packed column with a very high pressure drop and (2) blowdown of an adiabatic empty column. The new energy balance including the kinetic energy effect paves a way for simulating with an improved accuracy a Rapid Pressure Swing Adsorption process that inherently involves a very high pressure drop along the column and requires very high pressure change rates for column blowdown and pressurisation.
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