ZIF-8多孔材料吸附CO₂的格子Boltzmann模拟

来源：动力工程学报杂志2023年第10期北京时间：

作者：杨会盼, 金晶, 赵健, 侯封校, 丁正浩, 朱杰,

摘要：基于格子Boltzmann方法,在表征体元尺度上研究了ZIF-8材料吸附烟气中CO2的流动耦合传质过程。分别采用二维D2Q9、D2Q5模型描述速度场和浓度场,分析了ZIF-8吸附剂粒径在0.05~0.20 mm、孔隙率在0.50~0.80以及颗粒排列方式对CO2吸附性能的影响,并描述了吸附床中的流动、扩散以及吸附现象。结果表明:粒径越大,吸附床中对流作用越强,吸附平衡所需时间减小;孔隙率越小,局部流速增大越明显,为避免流速过大造成局部吸附不充分,工程应用中宜采用孔隙率较大的ZIF-8吸附剂;与采用随机排列和错列排列相比,顺列分布时可有效缩短达到吸附平衡所需的时间;对CO2吸附量影响的敏感性依次为孔隙率>排列方式>粒径,因此在实际应用中应首先考虑对ZIF-8孔隙率的选择。

关键词：二氧化碳捕集,格子Boltzmann方法,介尺度,吸附剂,沸石咪唑酯骨架结构材料,