Post combustion CO2 capture by carbon fibre monolithic adsorbents

As generation of carbon dioxide (CO₂) greenhouse gas is inherent in the combustion of fossil fuels, effective capture of CO₂ from industrial and commercial operations is viewed as an important strategy which has the potential to achieve a significant reduction in atmospheric CO₂ levels. At present, there are three basic capture methods, i.e. post combustion capture, pre-combustion capture and oxy-fuel combustion. In pre-combustion, the fossil fuel is reacted with air or oxygen and is partially oxidized to form CO and H₂. Then it is reacted with steam to produce a mixture of CO₂ and more H₂. The H₂ can be used as fuel and the carbon dioxide is removed before combustion takes place. Oxy-combustion is when oxygen is used for combustion instead of air, which results in a flue gas that consists mainly of pure CO₂ and is potentially suitable for storage. In post combustion capture, CO₂ is captured from the flue gas obtained after the combustion of fossil fuel. The post combustion capture (PCC) method eliminates the need for substantial modifications to existing combustion processes and facilities; hence, it provides a means for near-term CO₂ capture for new and existing stationary fossil fuel-fired power plants.This paper briefly reviews CO₂ capture methods, classifies existing and emerging post combustion CO₂ capture technologies and compares their features. The paper goes on to investigate relevant studies on carbon fibre composite adsorbents for CO₂ capture, and discusses fabrication parameters of the adsorbents and their CO₂ adsorption performance in detail. The paper then addresses possible future system configurations of this process for commercial applications.Finally, while there are many inherent attractive features of flow-through channelled carbon fibre monolithic adsorbents with very high CO₂ adsorption capabilities, further work is required for them to be fully evaluated for their potential for large scale CO₂ capture from fossil fuel-fired power stations.     

高硫柴油吸附脱硫剂的研究

研究了不同的Cu2+分子筛在常温常压下吸附高硫柴油中的硫化合物。采用水热合成法和离子交换法制备含Cu2+分子筛(CuMCM41和CuZSM5),用于固定床吸附脱硫。其中每克CuMCM41处理5 mL高硫柴油后达到饱和,并且能把含硫量降到300×10-6(质量分数)。吸附剂对硫化物具有很强的选择性,用CuMCM41来吸附模拟柴油,吸附结果表明它对噻吩和苯并噻吩的吸附性比对萘要强。     

改性煤变压吸附分离煤层气中甲烷的研究

通过对中梁山改性煤样在不同流速下的穿透实验,得到了该煤样的吸附柱穿透曲线,建立了等温条件下的非线性柱动力学穿透模型,并通过MATLAB求解软件对该模型进行了数值求解。采用中梁山改性前后煤样、松藻改性煤和活性炭作为吸附剂对模拟煤层气进行变压吸附浓缩分离研究表明,对于低浓度的煤层气而言,采用中梁山酸碱改性煤样在提纯低浓度煤层气实验中优于活性炭。     

桑木活性炭的制备及其脱硫性能研究

以桑木枝为原料,二氧化碳为为活化剂,通过物理活化法制备活性炭。考察了活化温度、活化时间和季节推移对活性炭结构和脱硫性能的影响。结果表明,活化温度越高,活化时间越长,样品的得率越高,碘吸附值越大;且四季所得活性炭样品性能不同,春天样品的性能最好,得率、碘吸附值和比表面积最高分别为21.72%、878.56mg/g和712.10 m2/g。对于春天样品,经过200min,脱硫效率仍可达到100%,400min以后脱硫效率降到80%左右。     

活性炭上天然气湿储方法研究

天然气湿储技术是强化天然气低压存储的有效手段。研究了载水量、温度、吸附剂孔径分布和填充密度、存在较重碳氢化合物等因素对储气容量和储气压力的影响。结果发现孔径在3nm~5nm、具有中等比表面积和较大孔容的活性炭吸附剂用于天然气湿储是比较适宜的,最佳水含量与所用炭材料的孔结构性质密切相关,温度对充放气量影响不大。在实验的基础上可确定该方法的最佳存储条件。     

S Zorb装置再生器下料中断原因分析及处置

对中国石油化工股份有限公司九江分公司1.20 Mt/a S Zorb装置再生器下料中断原因进行了分析。提出了处置措施:加强原料和工艺精细化管理,确保汽油含水量维持最低水平;将再生器下料流程,从原设计的再生器锥体底部输送吸附剂至再生滑阀,改为再生器筒体下部斜管下料管线输送至再生滑阀,防止吸附剂结块堵塞管路;清理再生器底部锥体,疏通再生空气分配器;控制再生配风最小流量,清理再生器松动氮气限流孔板,更换再生器转剂线。再生器下料恢复正常,保证了装置长周期运行。     

改性甘蔗渣吸附剂的制备及其对废水中铬的吸附

采用乙醇、氢氧化钠对甘蔗渣进行预处理,再以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,环氧氯丙烷、二乙烯三胺和三乙胺为改性剂对甘蔗渣进行改性,制备了吸附剂--改性甘蔗渣,并将其用于铬离子吸附。采用红外光谱仪、扫描电镜对改性前后的甘蔗渣进行表征,证实甘蔗渣改性后官能团和表面微观结构发生了显著变化。甘蔗渣最佳改性条件为: 甘蔗渣5 g、N,N-二甲基甲酰胺15 mL、环氧氯丙烷5 mL、二乙烯三胺用量1 mL、三乙胺用量12 mL、改性温度85 ℃、改性时间2 h。甘蔗渣吸附废液中铬离子的最佳条件为: 100 mL废水中投加0.2 g改性甘蔗渣、废液pH=3、吸附温度30 ℃、吸附时间1.5 h、铬离子初始浓度50 mg/L,此时改性甘蔗渣对铬离子的吸附率为97.38%。该方法为解决工业废水中重金属污染问题提供了新思路。     

酸性水汽提装置恶臭气体治理问题及对策

分析了酸性水汽提装置恶臭气体治理过程中出现的脱臭罐压降过大及酸性水原料罐抽空等问题的原因,并提出了相应的解决措施。结果表明,脱臭罐压降过大是由于恶臭气体携带的汽、油类、固体颗粒等物质在吸附剂间的空隙积聚,造成床层空隙率下降所致;酸性水原料罐抽空是由于该罐与水封罐间的气相连接管道存在"U形弯",气体所携带的水分在"U形弯"管道中形成"液阻"所致。建议增设1台脱臭罐,当床层压降超过1.8 kPa时,将该罐切除,进行氮气、蒸汽吹扫等再生处理;水原料罐与水封罐之间的联通管线应尽可能短并畅通。针对恶臭气体治理,还可采取尽量将恶臭气体自酸性水脱气罐中密闭排出,将富含H2S和NH3的循环液返至酸性水原料罐出口,增加酸性水原料罐中油层厚度等措施。     

基于载铜固体吸附特性的CO消除试验

一氧化碳(CO)是煤炭开采过程中主要危害气体之一,为了降低在工作面上隅角的CO浓度,开展了碳一工业中活性炭(AC)与分子筛(NaY)吸附剂对CO吸附效果的研究。通过BET比表面积测试法和X射线衍射法分别对负载氯化亚铜的分子筛和活性炭的比表面积和孔结构、物相分析进行表征,运用自行搭建的试验台对宏观吸附效果进行测试。试验结果表明,分子筛和活性炭负载氯化亚铜后,总比表面积和微孔比表面积都减小,这会使两种吸附剂的微孔数量增多,吸附能力变强,相比活性炭,无论是否负载氯化亚铜,分子筛更有利于吸附。在静态试验中,负载氯化亚铜的分子筛消除CO的效果最好,消除率达到61.17%。通过动态试验发现风速及吸附剂质量对吸附率均有一定影响,其中风速为1.0 m/s、吸附剂质量为600 g时,CO的消除效果最优。     

添加导热材料提高型炭吸附剂储气性能的研究

高比表面活性炭吸附天然气技术不仅可用于天然气调峰，而且可以实现天然气的无管道输送，具有广阔的应用前景。在天然气吸附剂成型工艺过程中加入铜、铜铝混合物、铝和天然石墨等导热材料，可以增大型炭吸附剂的导热性、降低吸附热效应进而提高吸附剂的储气性能。为此，实验考察了导热材料对型炭吸附剂吸附性能、块密度、成型工艺参数、热导率和吸附热效应的影响。结果表明，天然石墨是一种性能良好的导热材料。在25 ℃、充气压力5.0 MPa下，石墨加量为5%的型炭对甲烷的吸附/脱附量达到180/170(体积比)，比无导热材料型炭分别提高了13.2%和19.7%。