calc_pe

calc_pe从CO2和N2等温线计算CO2捕获的寄生能量。

安装

git clone https://github.com/danieleongari/calc_pe.git
cd calc_pe
pip install .

输入并运行

$ calc_pe Mg-MOF74 coal -rho 914.88 -cp 896 -process TPSA -datapath ./tests/

请参阅calc_pe --help以获取输入描述。

使用calc_pe --log打印调试日志文件。

注意

• 等温线数据应放在{datapath}/{structure_name}文件夹中。

• 计算等温线数据的温度自动从文件名{datapath}/{structure_name}/{adsorbate_name}/{temperature}.csv中读取。

• 使用pyiast.InterpolatorIsotherm和fill_value = uptake.max()对等温线进行拟合。因此，等温线应该很好地饱和，因为对于更高的压力，负载将外推为最大吸收。

• 需要为等温线的所有加载压力提供吸附热（HoA），单位为kJ/mol。它需要使用克劳修斯-克拉佩龙方程将原始等温线移至新温度。注意，此处HoA定义为负值。

• 您可以为密度和cp提供单个值文件cp.csv和rho.csv：请参阅测试用例作为示例。

• 测试所需的最小输入为

$ cd tests/
$ calc_pe Mg-MOF74 coal
$ calc_pe HKUST-1 coal

输出

在输出中，程序打印

Mg-MOF74: PE(MJ/kg)= 0.867: Pd(bar)= 0.01 Td(K)= 333.0 EL(-) = 0.235 Q(MJ/kg)= 0.124 Wcomp(MJ/kg)= 0.743 WCv(kg/m3)= 114.655 WCg(kg/kg)= 0.193 pur(-)= 0.967

• 吸附剂名称
• PE(MJ/kg)：每千克二氧化碳的寄生能量（注：PE=Q+Wcomp）
• Pd(bar)：最佳脱附压力
• Td(K)：最佳脱附温度
• EL(J/J)：电损失分数
• Q(MJ/kg)：热需求
• Wcomp(MJ/kg)：压缩功
• WCv(kg/m3)：体积工作能力，即每平方米床层产生的二氧化碳质量，考虑-vf孔隙率。
• WCg(kg/kg)：质量工作能力，即每千克床层产生的二氧化碳质量，考虑-vf孔隙率。
• pur(mol/mol)：最终二氧化碳纯度的摩尔分数（-）

如果所有测试的脱附条件都存在负工作能力，则会打印警告信息。

$ calc_pe HKUST-1 air
HKUST-1: Unfeasible process!

注意

• 二氧化碳的亨利系数是一个良好的预筛选参数。

• 工作能力也非常重要，因为它允许使用相同数量的吸附剂进行更少的循环（或者在同一循环下需要更少的吸附剂）。

• 最终二氧化碳纯度低于设定的纯度-yd（默认：0.99）：我们使用yd值作为脱附时气相的近似值，以获取吸附剂在脱附条件下的吸附量（使用IAST）。请注意，PE对yd不太敏感（见Joos等人（2016年）），并且没有必要重复。最终二氧化碳纯度是二氧化碳工作能力与二氧化碳和氮气工作能力之和的比值。

• 默认情况下，程序打印最佳PE（即最低）的结果。然而，可以通过使用-opt命令来搜索其他最佳参数：如果他不关心压缩二氧化碳，则最低的Q；最高的工作能力（WC）或最高的二氧化碳最终纯度（pur）。请注意，这些可能不再是优化问题，只返回最大/最小T和P条件。

依赖关系

calc_pe使用

• pyIAST
• numpy
• pandas

参考文献

如果您使用calc_pe，请考虑引用

• 评估不同类别的多孔材料用于碳捕集（2014年）
• 计算机模拟筛选碳捕集材料（2012年）

该程序已在以下应用中使用

• 构建用于共价有机框架吸附评价的一致和可重复数据库

作者

• Johanna M. Huck
• Li-Chiang Lin
• Cory M. Simon
• Adam Berger
• Daniele Ongari（重新设计，2018年12月）