《钾修饰镁铝水滑石富氢气体中温CO/CO2净化研究》提出了一种基于静态床的真实高压吸附动力学测试方法，探讨了钾修饰镁铝水滑石在300~450 °C，0.1~2.0 MPa下的吸附动力学；使用原位表征手段揭示了钾修饰镁铝水滑石的中温CO2吸附机理。搭建了综合考虑CO2吸附和WGS催化动力学、吸附塔的传质、动量传递和动态边界条件的复合系统模型。为了实现连续的制氢过程，搭建两段式中温变压吸附（ET-PSA）系统，实现了H2回收率和H2纯度的双高。将ET-PSA系统应用于整体煤气化燃料电池系统，估算得到净化能耗为1.11~1.13 MJ/kg。

第1章引言 1.1研究背景及意义 1.1.1化石燃料脱碳和制氢 1.1.2中温CO/CO2净化技术 1.1.3中温CO/CO2净化的工业应用 1.2国内外研究现状 1.2.1固体CO2吸附剂综述 1.2.2水滑石的合成和表征 1.2.3钾修饰镁铝水滑石吸附模型 1.2.4钾修饰镁铝水滑石吸附机理 1.2.5中温吸附法CO/CO2净化深度 1.2.6循环吸附/解吸工艺设计与优化 1.2.7系统能耗分析 1.2.8存在的主要问题 1.3研究思路与研究内容 1.3.1研究思路 1.3.2研究内容 第2章钾修饰镁铝水滑石高压吸附动力学及建模 2.1概述 2.2静态床高压动力学测试方法 2.2.1容积标定 2.2.2吸附动力学测试与计算 2.2.3对温度偏差的修正 2.2.4对CO2泄漏的修正 2.3高压吸附动力学测试结果 2.3.1钾修饰镁铝水滑石材料表征 2.3.2测试方法验证 2.3.3吸附压力和温度的影响 2.3.4真空条件下解吸性能 2.3.5高压循环稳定性 2.4高压吸附动力学建模 2.4.1建模方法 2.4.2动力学模型的标定与验证 2.4.3温度和压力的影响机制 2.5本章小结 第3章钾修饰镁铝水滑石吸附机理及���附剂优化 3.1概述 3.2材料合成和表征方法 3.2.1样品合成方法 3.2.2材料表征方法 3.2.3CO2吸附性能评价方法 3.2.4CO2吸附机理原位测试方法 3.3K2CO3浸渍对镁铝水滑石CO2吸附的增强机理 3.3.1钾修饰镁铝水滑石材料表征 3.3.2钾修饰镁铝水滑石CO2吸附/解吸性能 3.3.3钾修饰镁铝水滑石CO2吸附原位红外表征 3.3.4K2CO3浸渍和Mg/Al值的协同机理 3.4有机溶剂洗涤法制备高性能水滑石吸附剂 3.4.1有机溶剂洗涤法 3.4.2AMOST对水滑石材料形貌的影响 3.4.3AMOST对CO2吸附性能的影响 3.5本章小结 第4章催化剂/吸附剂复合系统单塔建模和验证 4.1概述 4.2CO2吸附热力学平衡浓度计算和降低 4.3吸附单塔CO2深度净化分析 4.3.1固定床测试系统 4.3.2基准工况下的净化效率 4.3.3解吸条件的影响 4.3.4蒸汽解吸的影响 4.3.5高压的影响 4.3.6CO/CO2深度净化循环的设计 4.4复合单塔CO/CO2深度净化分析 4.4.1实验方法及参数定义 4.4.2基准工况下的净化效率 4.4.3循环性能表征 4.4.4入口气体CO浓度的影响 4.4.5入口气体水气比的影响 4.4.6单塔总压和温度的影响 4.4.7H2作为平衡气时的净化效率 4.5复合单塔建模 4.5.1建模方法 4.5.2CO，CO2和H2突破曲线拟合 4.5.3复合单塔轴向CO和CO2浓度分析 4.5.4有效CO2吸附量预测 4.6本章小结 第5章中温变压吸附(ETPSA)系统建模 5.1本章引论 5.2双塔ETPSA建模及用于脱碳气中温CO/CO2净化 5.2.1建模方法及参数定义 5.2.2基准工况下的净化效率 5.2.3操作参数的影响 5.2.4ETPSA优化运行区域 5.3两段ETPSA建模及用于变换气中温CO/CO2净化 5.3.1建模方法 5.3.2段8塔ETPSA净化效率 5.3.3第二段2塔ETPSA净化效率 5.3.4两段ETPSA净化效率 5.4本章小结 第6章中温CO/CO2净化能耗分析和工艺优化 6.1本章引论 6.2IGFC系统建模及参数定义 6.3采用Selexol法的IGFC系统 6.3.1IGFC_Selexol系统建模 6.3.2Selexol法净化能耗计算 6.4采用ETPSA法的IGFC系统 6.4.1IGFC_ETPSA系统建模 6.4.2ETPSA法净化能耗计算 6.4.3参数优化对ETPSA净化能耗的影响 6.5本章小结 第7章总结与展望 7.1总结 7.2创新点 7.3展望 参考文献 附录A第3章补充图表 附录B第5章补充图表 附录CIGFC系统建模细节 在学期间发表的学术论文与研究成果 致谢