烟煤制备成型活性炭及其PSA浓缩CH_4/N_2中CH_4的性能研究

以重庆烟煤为原料,采用碳化-活化-气相沉积工艺制备了变压吸附(PSA)浓缩CH4/N2中CH4用的成型活性炭,考察了制备工艺条件对活性炭浓缩CH4/N2中CH4效果的影响。用低温液氮吸附方法对活性炭的孔结构进行了表征。实验结果表明,制备的成型活性炭在单循环五步PSA过程的抽真空步骤可使CH4的浓度较原料气提高20.0%(体积分数)左右。对浓缩效果为20%(体积分数)的AC-1活性炭进行了表征,其BET比表面积为580m2/g,微孔孔容为0.14cm3/g,孔径分布主要集中在2.0～4.0nm。

颗粒活性炭的制备及其PSA分离CH4/N2的性能

以无烟煤为原料,煤焦油为黏结剂,采用预氧化-炭化-水蒸气活化法制备了变压吸附(PSA)分离甲烷/氮气(CH_4/N_2)用的颗粒活性炭(GAC)。系统研究了炭化和活化制备条件对GAC的PSA分离效果的影响。结果表明,GAC分离CH_4/N_2是基于平衡分离效应。在炭化温度500～600℃,炭化时间1～3 h,活化温度800～950℃,活化时间2～4 h,水蒸气流速5～7 mL/min条件下制备的GAC能够将CH_4/N_2中的CH_4体积分数较原料气提高20%以上;其中,在炭化温度600℃,炭化时间2.5 h,活化温度900℃,活化时间2 h,水蒸气流速5mL/min的条件下制备的GAC能够将CH_4体积分数较原料气提高36.6%。

Ti改性活性炭分离CH_4/N_2的实验研究

针对甲烷气体(煤矿乏风瓦斯)的富集与分离,研究了活性炭吸附材料(AC)的Ti改性方法,讨论了对CH4/N2分离性能的影响.结果表明:Ti改性炭活性在1 100℃、N2保护焙烧后孔径分布更均一;CH4的吸附量达到34.4 mL/g,比未改性的活性炭和160℃水热方法 Ti改性的活性炭增加了51.5%;CH4常压穿透曲线的穿透点比未改性的活性炭和160℃水热方法 Ti改性的活性炭分别滞后了41%和50%.

变压吸附分离CH_4/N_2的分子筛吸附剂进展

综述了国内外变压吸附(PSA)分离CH4/N2所采用的分子筛吸附剂,包括沸石分子筛(ZMS)与碳分子筛(CMS)的研究和应用状况;介绍了ZMS和CMS的种类及其PSA分离CH4/N2的原理和效果;详细阐述了不同种类ZMS的组成、孔结构与其PSA分离CH4/N2效果之间的关系;分析了各种不同分子筛PSA分离CH4/N2中的优势与不足。具有动力学分离效应的分子筛型吸附剂在分离CH4/N2的PSA过程中具有能耗费用低、分离效果较好的优势,因此加强其研发将是今后的发展趋势。

变压吸附分离CH_4/N_2用沸石分子筛的研究进展

为了实现低浓度煤层气中CH4/N2高效、经济的变压吸附分离,对变压吸附分离CH4/N2用沸石分子筛进行了分类,主要包括:A型和X型、离子交换型、钛硅分子筛及其他类型。总结了国内外学者利用沸石分子筛在变压吸附分离CH4/N2中实验及研究工作,认为研究重点应放在提高沸石分子筛的吸附量及稳定性方面,同时展望了沸石分子筛在变压吸附分离煤层气CH4/N2的应用前景。

Sr改性椰壳炭吸附分离CH_4/N_2的试验研究

针对甲烷气体(煤矿乏风瓦斯)的富集与分离,研究Sr改性椰壳炭在变压吸附和变温吸附过程中的性能。结果表明:1)Sr改性椰壳炭的比表面积明显减小,主要是由于Sr在椰壳炭表面的负载导致孔道堵塞和高温焙烧产生的孔道坍塌;2)在常温变压吸附测试中,Sr改性椰壳炭对CH4的吸附量急剧降低,Sr(NO3)2改性椰壳炭下降了62%,SrCO3改性椰壳炭下降了67%,分离系数也由原来的4.7分别下降至3.0和2.7;3)在程序升温脱附测试中,Sr改性椰壳炭对CH4和N2的吸附峰都减弱,但S(CH4)/S(N2)从1.0升至3.2和4.4;4)Sr改性椰壳炭适合变温吸附分离CH4/N2。

基于碳分子筛的变压吸附分离N_2/CH_4混合气的试验

采用BELSORP-max型BET分析仪测试绘制了298K、0~100KPa下N2、CH4纯组分在碳分子筛上的吸附等温线;并使用单塔变压吸附装置测试绘制了N2/CH4混合气中CH4的动态吸附穿透曲线;考察了在碳分子筛上吸附压力和停留时间对N2/CH4混合气分离的影响.结果表明：吸附压力设为1.2MPa、停留时间735s是比较合适的吸附分离条件;在吸附初期,CH4优于N2先穿透床层.

PSA制氮技术及其在交联电缆生产线中的应用

介绍ＰＳＡ制氮技术及其交联电缆生产线中的应用。利用氧和氮在碳分子筛细孔扩散系数的差异，以变压吸附的方法由空气中制氮，经检测表明，氮气符合ＧＢ３８６４工业用氮的技术要求，用于交联电缆生产中的加热介质，可提高交联电缆产品质量，投资省。

变压吸附制氮设备的控制运行与分析

以PN-5000型变压吸附制氮设备为例,叙述了8台碳分子筛塔的运行和切换,分析了压力、流量与纯度之间的关系,碳分子筛的性能,变负荷运行,提出了几点建议。

变压吸附浓缩甲烷/氮气中甲烷的研究进展

介绍了变压吸附(PSA)技术浓缩煤层气、油田气以及垃圾填埋气中甲烷(CH4)的国内外研究和应用状况,分析了吸附剂以及PSA工艺对CH4/N2分离效果的影响,着重讨论了活性炭与碳分子筛(CMS)吸附剂在分离CH4/N2混合物中的应用,指出了目前PSA用于浓缩CH4/N2中CH4研究中存在的不足,并展望了其发展趋势。

矿井抽放煤层气中甲烷的变压吸附提浓

变压吸附(PSA)技术提浓矿井抽放煤层气中的甲烷(CH4)对解决煤层气对环境的污染、得到高效能源和化工原料具有重要意义.为此,介绍了以活性炭作吸附剂,PSA提浓抽放煤层气中CH4的国内外研究和应用状况,系统地从理论和实验上探讨了PSA分离煤层气的热力学关系、动力学过程以及PSA操作参数对浓缩CH4效果的影响,并对存在的问题提出了相应的建议.

炭质吸附剂的孔结构修饰及表征

用1-丁烯炭沉积法修饰碳分子筛的孔结构。考察了炭沉积的位置、浓度、温度、沉积时间和活性组分对沉积效果的影响。结果表明,当1-丁烯浓度为31.8%,沉积温度为993 K,沉积时间为10 min,炭沉积量合适时,空气变压吸附(PSA)N2浓度可达85.6%;对浸Ni(Ni载持量5%)样,炭沉积主要发生在接近外表面的中孔和大孔中,不容易导致孔的堵塞,Ni的加入起到了提高炭沉积选择性的作用,(PSA)N2浓度可达91.0%。FT-IR、XRD、in-situTG/DTA测试表明,经炭沉积修饰后的碳分子筛具有微孔分布独特的骨架网络结构。