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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种基于Aspen adsorption的煤层气提浓模型的构建方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116306020B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310389613.8，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种基于Aspen adsorption的煤层气提浓模型的构建方法是由张梦瑶;陆安慧;孙志超设计研发完成，并于2023-04-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于Aspen adsorption的煤层气提浓模型的构建方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于Aspenadsorption的煤层气提浓模型的构建方法，包括煤层气提浓吸附床平衡模型的建立，如吸附煤层气的热力学、微孔大孔扩散动力学模型的建立；煤层气提浓的吸附床模型建立；煤层气提浓模型的求解和优化煤层气提浓过程。本发明借助Aspen软件中的自定义函数功能，建立出微孔大孔扩散传质模型，弥补了系统默认的集总阻力传质模型求解结果与实验值存在一定误差的缺点；可以获得任意时刻吸附床层内的气相浓度和固相负载分布等通过实验难以直接测得的数据。此外，在建模时考虑材料的形状系数，从而得到更准确更符合实际测试结果的煤层气提浓模型。建立了准确预测煤层气提浓过程的模型，为吸附固定床反应器的优化设计奠定理论基础。

本发明授权一种基于Aspen adsorption的煤层气提浓模型的构建方法在权利要求书中公布了：1.一种基于Aspenadsorption的煤层气提浓模型的构建方法，其特征在于：包括如下步骤： 步骤一、煤层气提浓吸附床平衡模型的建立 ①首先，对模型进行部分假设，设定：吸附剂材料在吸附床内均匀填充且物性恒定；被吸附的气体为理想气体；气体流过吸附剂材料区域为层流； ②利用Aspenadsorption对煤层气提浓模型进行数值模拟，建立质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程： 质量守恒方程： 多组分气相固相的总体质量平衡： 气相中的每个组分的质量平衡： 上式中：ρg为气体密度，kgm3；vg为气相表观速度，ms；z为轴向坐标，m；ρs为吸附剂密度，kgm3；wk为吸附量，kmolkg；t为时间，s；εi为床层空隙率；Ez，k轴向色散系数；Er，k径向色散系数；ck为k组分的摩尔浓度，kmolm3；r为径向坐标，m；Jk为吸附传质速率； 吸附传质速率用微孔大孔扩散模型表示如下： 式中为总体气相平衡吸附量，kmolkg；为大孔气相平衡吸附量，kmolkg；Kmic为微孔传质系数，Kmac为大孔传质系数，计算公式为： 式中Defc为微孔扩散系数；Defp为大孔扩散系数；rc为微粒半径，m；rp为颗粒半径，m；吸附量与微孔扩散系数关系通过费克定律得出： 式中，为平衡吸附量，kmolkg，吸附平衡模型如下： 式中，Pk是组分k的分压，bar；IP1，IP2是吸附模型的吸附常数；i是组分数； 动量守恒方程： 式中，rp为颗粒半径，m；ψ为颗粒形状因子；μ为运动粘度，Nsm2；M为分子质量，kgkmol； 能量守恒方程： 气相能量平衡方程： 固相能量平衡方程： 式中，kga为轴向气相热导率，MWmK；ksa为轴向固相热导率，MWmK；ksr为径向固相热导率，MWmK；Tg为气相温度，K；Ts为固相温度，K；Cvg为气体混合物在体积恒定时的比热容，MJkmolK；HTC为气固传热系数，MJm2s；ap为颗粒比表面积，m2m3；Hw为气体和壁面的传热系数，MJm2s；DB为吸附床身直径，m；αHx为换热器比表面积，m2m3；QHx为内部换热器的传热速率，MJm2s； 步骤二、煤层气提浓的吸附床模型建立 设定吸附床的基本参数，包括床层高度H、床层直径d、床层空隙率εi和吸附剂孔隙率εp，建立了吸附床模型； 步骤三、煤层气提浓模型的求解，包括： ①设定吸附过程的初始条件和边界条件； 给出模拟开始时吸附床层内的气体组分、温度和压力； ②设定吸附床层的边界条件： 设置气体进口处进料流量固定、给出温度、压力和气体组成； 设置气体出口出气体压力固定、给出流量、温度和气体组成； ③对煤层气提浓过程的数值求解； Aspen通过离散控制方程进行求解，可得到吸附过程中吸附床层内压力、气体组成、吸附量随时间和距离的变化； 控制方程包括质量、动量、能量守恒方程，这些方程通过一阶迎风格式离散； 求解过程的时间步长设为1s，在求解过程中，保证模型中各参数的容差在10-7以下，且运行过程连续，中途无断点，则认为该煤层气提浓过程模拟结果有效： 步骤四、优化煤层气提浓过程 当一个吸附过程结束后，根据吸附结果，返回步骤三调整初始条件或边界条件，从而找到对应吸附床层最优的吸附条件。

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