CO_2和CO在分子筛与活性炭上的吸附平衡

本文分别用静态称重法测定了CO_2和CO在5A,13X,NaY分子筛与活性炭上的吸附等温线,用流动法测定了CO_2-N_2体系中CO_2在13X分子筛与活性炭上25℃时的吸附等温线以及透过曲线（break-through curve）。吸附等温线分别用Langmuir方程和Freundlich方程回归。     

5A沸石分子筛低温变压吸附CO2/CH4实验研究

采用静态容积法测量5A沸石分子筛对CO_2和CH_4的单组份等温吸附曲线,采用低温变压测量不同实验参数对5A沸石分子筛分离CH_4/CO_2混合气体的能力影响。静态实验表明,CO_2和CH_4吸附量随温度的降低而上升,-30℃时CO_2和CH_4在吸附剂上的饱和吸附量最高:分别为4.94 mmol/g和3.0 mmol/g;动态试验表明,增加吸附压力会降低分离效果,减小混合气体分离系数;降低吸附温度有利于CH_4/CO_2分离,提高混合气体分离系数。     

负载型K_2CO_3/5A吸附剂的碳酸化反应特性研究

为了探究5A分子筛作为载体时钾基吸附剂的脱碳性能,文中利用SEM,BET,XRD分析表征了吸附剂微观特性,并在小型固定床中研究了K_2CO_3、5A分子筛以及K_2CO_3/5A的碳酸化特性,揭示了K_2CO_3/5A碳酸化反应机理,探究了温度和CO_2体积分数等反应条件对脱碳特性的影响。研究发现:载体5A分子筛表面孔隙结构丰富,在反应前后不发生化学反应,对CO_2的吸附表现为物理吸附;而负载后的K_2CO_3/5A吸附剂相比K_2CO_3,孔隙结构明显得到改善,物理吸附显著增加,同时反应接触面积增加,促进了K_2CO_3与CO_2化学反应正向进行,增强了化学吸附,因而具备优越的反应活性。当温度为70℃,CO_2体积分数为5%时,吸附剂的碳酸化性能较好。该结果确定了K_2CO_3/5A的碳酸化反应性能及脱碳机理,为钾基吸附剂的载体选择提供了理论依据。     

改进13X 型分子筛合成条件提高吸附二氧化碳的能力

本文根据国内空分装置的用户反映,提出目前吸附净化所用吸附剂存在的问题。分析了孔结构对吸附质扩散速率的影响。对13X分子筛吸附CO_2的性能开展了试验研究,得到了13X分子筛的合成条件(硅铝比与碱度)与CO_2吸附量的关系,试验结果硅铝比的最佳值为3.5～3.7;碱度的推荐值为0.9～1.0。     

甲醇驰放气在不同吸附剂中的吸附热力学

为提高焦炉煤气制甲醇过程产生驰放气的附加值,对CO_2,CO,N_2,CH_4的4种气体在吸附剂上的吸附热力学展开了研究。测定了气体在特定温度下的吸附等温线,采用数学模型计算获得了相应的吸附焓。通过实验数据认为,随着吸附温度的提高,CO_2,CO,N_2,CH_4吸附能力逐渐降低;随着吸附压力的提高,CO_2,CO,N_2,CH_4吸附能力逐渐增强。炭分子筛对CO_2吸附能力最好,吸附过程为物理吸附;铜吸附剂对CO吸附能力最好,吸附过程属于络合吸附;N_2和CH_4的吸附焓随吸附量变化始终保持为一个定值,吸附过程为物理吸附。     

大气中CO_2含量对分子筛吸附效果的影响及处理措施

针对大气中CO_2含量波动造成空分装置分子筛出口空气中CO_2超标现象,采取了相应的处理措施。通过在线计算,实现了分子筛吸附容量的可视化,确保了空分装置的安全稳定运行。     

用高压气体吸脱附-微量热联用法对CO2和CH4在煤上吸附热力学的研究

为了从热力学角度揭示CO_2和CH_4在煤上的竞争吸附实质,为驱替理论提供热力学参考,利用高压气体吸脱附-微量热联用仪,通过容量法测定30℃,40℃,50℃温度下CO_2和CH_4在煤上的吸附等温线,同时计算等量吸附热和极限吸附热,并测定了CO_2和CH_4在煤上的吸附热。结果表明:CO_2和CH_4吸附等温线均属于Ⅰ型吸附等温线,且均符合Langmuir吸附模型;温度升高,CO_2和CH_4在煤上的吸附量均减小;相同条件下,CO_2在煤上的吸附量明显高于CH_4的吸附量,表明CO_2更容易吸附于煤上。CO_2和CH_4在煤上的等量吸附反映出煤吸附CO_2和CH_4的过程均为物理吸附。同时CO_2在煤上的等量吸附热高于CH_4的等量吸附热,说明CO_2分子与煤分子之间作用力强于CH_4与煤分子之间的作用力,极限吸附热和实验测得的吸附热也显示了同样结果,从热力学角度阐释了CO_2和CH_4在煤体表面竞争吸附的实质。     

CO_2、CH_4和N_2在不同硅铝比β沸石上的吸附分离性能

采用体积法在273 K和303 K温度下对CO_2,CH_4和N_2在不同硅/铝比的β沸石上的吸附分离性能进行了研究.实验结果表明,Langmuir-Freundlich模型能够较好地拟合吸附实验数据;同一样品上,CO_2的吸附量要大于CH_4和N_2的吸附量;随着硅铝比的减小CO_2的吸附量增加,而硅/铝比对CH_4和N_2的吸附量的影响较小.通过结合Virial方程计算CO_2、CH_4和N_2在不同硅/铝比β沸石上的亨利定律常数和吸附选择性,发现所研究样品对CO_2/CH_4和CO_2/N_2均具有很高的吸附选择性,随着样品硅/铝比的减小,CO_2/CH_4和CO_2/N_2的吸附选择性显著增加,说明较低硅/铝比β沸石有利于分离CO_2.用Clausius-Ciapeyron方程求得CO_2,CH_4和N_2在不同硅/铝比的β沸石上的吸附热与吸附量无关,表明β沸石是一种表面势场均匀的吸附剂.     

真空变压吸附提纯沼气中甲烷的过程模拟

采用真空变压吸附工艺(VPSA)从组成为60%(V)CH_4、30%(V)CO_2和30%(V)N2的沼气中获得纯度大于95%的CH_4,以满足车用燃料的要求。通过测定CH_4、CO_2及N2在13X分子筛和碳分子筛(CMS)吸附剂上的吸附性能,将提纯CH_4的VPSA工艺分为两个阶段:第一阶段以13X分子筛为吸附剂,采用六床七步法以脱除CO_2;第二阶段以CMS为吸附剂,采用三床六步法以脱除N2。选择数学模型分别对CH_4、CO_2及N2混合气在13X和CMS上的穿透曲线计算,并与实验值进行对比,以验证其可靠性。基于所选数学模型,对两段VPSA工艺进行模拟,可获得CH_4纯度为99%,总回收率为65%;考察第一段工艺的操作压力及第二段工艺的吸附动力学参数对CH_4纯度和回收率的影响。结果表明:吸附压力升高,脱附压力降低有利于提高CH_4的纯度,但其回收率会降低;当CMS具备对CH_4吸附速率较低、N2吸附速率较高的吸附特性时,可获得纯度大于99%的CH_4,这对CMS吸附剂的研发有一定的指导作用。     

分子筛脱除偏二甲肼微量水静态吸附研究

分别测定了偏二甲肼中微量水在3A、4A、5A分子筛上的吸附等温线,并用Langmuir方程和Freundlich方程进行拟合。同时考察了吸附过程对偏二甲肼、偏腙、二甲胺等组分的影响。结果显示,水在3种分子筛上的吸附实验数据基本都适用2个吸附方程。相对而言,在3A、4A上的吸附等温线用Langmuir方程拟合最为吻合,在5A分子筛上的吸附等温线则显示Freundlich方程更适用些。吸附过程对偏二甲肼、偏腙、二甲胺等组分无影响。     

分子筛吸附器故障分析及优化措施

分子筛吸附器的吸附效果是空分系统正常运行的保障,分子筛进水、CO_2含量超标、阀门泄漏等异常情况均会对空分系统的正常运行产生危害。针对分子筛吸附器在实际运行过程中存在的常见故障,分析其原因并提出解决方法,同时给出优化分子筛吸附器运行的措施。     

离子交换的SAPO-18分子筛吸附甲烷中二氧化碳

采用水热合成法,通过改变配方中硅含量和离子交换合成不同的SAPO-18(AEI结构)分子筛,实验采用XRD、扫描电镜(SEM)对SAPO-18(AEI结构)分子筛进行表征。采用"突破柱技术"对合成的分子筛进行CH_4/CO_2的选择性分离。实验结果表明,Na-SAPO-18比K-SAPO-18的吸附时间更长,表现出更好的吸附二氧化碳的能力。在一定限度内,随着硅含量的增加,产品化学吸附减少,且吸附时间变长,效果更好。     

废FCC催化剂合成柱形13X沸石分子筛及其吸附性能研究

废FCC催化剂研磨后与高岭土进行混合、成型,制得柱形前驱体,在3.5 mol/L氢氧化钠溶液中室温陈化24 h,在80℃水热条件下晶化24 h,制备柱形13X沸石分子筛。考察了晶化时间、温度、碱度和陈化时间对合成13X沸石分子筛的影响,同时发现添加晶种可以加快晶化速率。对合成的柱形13X沸石分子筛进行BET、SEM、静态吸水率测试、气体吸附测试等表征,结果表明其具有较高的结晶度,较大的比表面积,晶体外形规则,静态吸水率能达到25.8%,对CO_2/N_2、CO_2/CH_4有较好的吸附分离能力,能够达到柱形13X沸石的国家标准。     

二氧化碳捕获固体吸附剂的研究进展

采用吸附法降低电厂烟道气中CO_2浓度,关键在于吸附容量大、选择性高、再生能耗低的吸附剂的开发。本文综述了炭基吸附剂、分子筛、金属氧化物、氨基吸附剂以及金属有机骨架材料5种主要的CO_2固体吸附剂最新的研究进展,具体阐述了这几种吸附剂的物理和化学性质,列举了这些吸附剂在燃烧后捕获CO_2应用过程中的吸附性能、存在的问题以及改进的措施。重点探讨了金属-有机骨架材料作为烟气气氛下CO_2吸附剂的应用前景,这种吸附剂具有比表面积大、孔容大、孔隙率高、结构可调等优点,分析表明这是一种极具潜力的CO_2吸附剂。为提高其在烟气环境下的CO_2吸附性能,作者概括总结了4种主要的改性措施,为从事这个领域的工作者扩展了思路。     

改性A型沸石对硅烷及磷化氢的选择性吸附

用Zn~(2 )、K~ 交换4A分子筛,制备了不同组成的(Zn、K)—A及(Zn、K、Na)—A沸石,测定了不同吸附质(CO_2、NH_3、SiH_4、PH_3)的吸附容量、吸附速率、热稳定性、及活化再生性能。试验数据表明,在适宜的Zn~(2 )、K~ 交换度范围内,(Zn、K、Na)—A沸石与(Zn、K)—A沸石对SiH_4与PH_3的吸附具有良好的选择性。     

微量一氧化碳二氧化碳分析中不宜用4A型分子筛作烯烃吸附剂

<正> 我厂原属年产3000吨合成氨的小型氮肥厂。从1978年10月建成投产后的一段时间内,曾同几家兄弟厂一样用钠—4A型分子筛作为DQG—1 A型微量CO、CO_2分析仪不饱和烃类的吸附剂。但使用中发现,该分子筛不只能吸附脱除干扰组分不饱和烯烃,     

炭分子筛的表征

炭分子筛是浓缩煤层气变压吸附机组的关键材料,性能的好坏直接影响变压吸附机组的性能。通过在77 K下N2的吸脱附等温线对炭分子筛的比表面积、孔径分布进行测定,通过吸附试验对炭分子筛吸附N2,O2,CO2,CH4,H2的能力及N2和CH4在炭分子筛上的吸附速度进行比较,以确定不同炭分子筛分离气体的能力。     

Ru/Al_2O_3催化剂上二氧化碳甲烷化反应的原位红外光谱研究

利用原位红外光谱研究了Ru/Al_2O_3催化剂上CO_2单物种吸附的稳态反应以及CO_2和H_2共吸附的稳态反应,并分别与CO的单物种吸附以及CO和H_2共吸附的稳态反应进行了比较,结果表明,CO_2会与吸附态氢发生解离反应生成CO,CO_2在甲烷化过程中被解离生成CO,并产生大量的含碳吸附态和含氧酸根吸附态,含氧酸根吸附态不参与甲烷化反应,含碳吸附态中的桥式吸附态(1865 cm~(-1))是生成甲烷的中间态。     

CH_4/N_2在炭分子筛上的吸附平衡与扩散模型

使用高精密质量吸附仪(IGA-100,HIDEN)测定了CH4和N2纯组分在炭分子筛上于298、313和328 K温度下的吸附等温线及吸附动力学曲线,研究了CH4和N2在炭分子上的吸附热力学及动力学性质。选择Double Langmuir模型(DL)对吸附等温线数据进行了模拟;选择Fick扩散模型进行了吸附动力学的模拟。结果表明,DL模型可以准确地描述CH4和N2在炭分子筛上的吸附,拟合相关系数都非常接近1,N2在该炭分子筛上的吸附量大于CH4的吸附量;通过Fick扩算模型计算得:2 4N CHD/D=7.26,N2在该炭分子筛上的扩散速率大于CH4,所以该炭分子筛可以实现固定床出口直接富集CH4的目的。     

脉动流变压吸附分离CH_4/CO_2实验研究

为解决变压吸附脱碳工艺过程中气体流动与吸附不均匀、存在流动死区与疏松畅流区等问题,改善吸附效果,将脉动流与变压吸附工艺结合设计脉动流变压吸附脱碳设备,以验证该吸附方式的可行性。利用动态脉动变压吸附实验检测不同条件下脉动吸附分离CH_4/CO_2的穿透曲线,进一步计算吸附量、分离系数等表征吸附分离效果。实验结果表明,随着脉动频率的增加,吸附分离效果先改善后变差;随着流量与压力增大,脉动吸附对应最佳吸附效果的脉动频率也随之增大;脉动吸附对于不同吸附剂的效果也不同,实验检测了13X沸石分子筛、椰壳活性炭、5A分子筛三种吸附剂,脉动吸附对13X分子筛效果较明显,分离系数与吸附量变化较大。