变压吸附浓缩煤层气吸附剂的选择实验

测量了5种活性炭在298,308,318 K时对CH4和N2的平衡吸附量并绘出相应的吸附等温线。结合5种活性炭的特性参数以及其对CH4和N2的吸附量,分析了影响活性炭对CH4和N2的吸附量的因素。以Langmuir吸附方程关联实验数据,计算出5种活性炭在不同温度下对CH4和N2的分离因子。研究结果可为选择变压吸附浓缩煤层气的吸附剂提供参考。     

SO_2在活性炭上的吸附平衡、动力学及热力学研究

为深入研究SO2在活性炭上的吸附过程,基于固定床反应器研究了某商业活性炭对烟气中SO2的吸附性能,考察了SO2体积分数、吸附温度对活性炭吸附SO2的影响,分析了SO2在活性炭表面的吸附平衡、吸附动力学和热力学特性。结果表明,随着SO2体积分数的增加,SO2初始吸附速率和平衡吸附量增加;随着吸附温度的增加,SO2初始吸附速率和平衡吸附量降低。活性炭对SO2的吸附平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温线模型;SO2在活性炭上的动态吸附过程符合Bangham吸附动力学模型。吸附热力学研究表明,吸附过程中焓变为-19.21 kJ/mol,吸附自由能变为-10.17~-9.29 kJ/mol,吸附熵变为-27.69~-27.17 J/(mol·K),该吸附过程是一个自发、放热、熵降低过程,升温不利于SO2在活性炭上的吸附。     

SO2在活性炭表面的吸附平衡和吸附动力学

基于固定床反应器研究烟气中SO2在活性炭表面的吸附平衡和吸附动力学。结果表明：活性炭吸附SO2在初始阶段呈现较快的吸附速率,该阶段和表面吸附有关;随着吸附的进行,表面活性位逐渐被占据,吸附速率下降,粒内扩散起主要作用;在接近吸附饱和阶段,SO2吸附量增加缓慢,SO2吸附与H2 SO4的脱附有关。与2 mm活性炭相比,0.075 mm活性炭呈现较快的SO2吸附速率和较高的吸附量;随着SO2体积分数的增加,SO2初始吸附速率和平衡吸附量增加。SO2在活性炭上的动态吸附符合Bangham吸附动力学模型。用Langmuir和Freundlich吸附等温线模型拟合吸附数据,发现Freundlich模型能够很好地预测SO2在活性炭表面的吸附平衡。     

甲烷在页岩上的吸附等温过程

为了从热力学角度研究页岩吸附甲烷的机理,通过容积法测定35,50和65℃时,0~12MPa下甲烷在页岩上的吸附等温线,采用考虑吸附相体积的修正Langmuir模型处理实验数据,并根据Clausius-Clapeyron方程和vant Hoff方程计算甲烷在页岩上吸附时的等量吸附热和极限吸附热。结果表明:甲烷在页岩上的吸附等温线具有Ⅰ型吸附等温线特征,修正Langmuir吸附模型较好地拟合了吸附数据,拟合的平均相对误差小于4.1%。根据等量吸附线计算的等量吸附热为11.67~16.62 kJ/mol,平均14.58 kJ/mol,说明页岩对甲烷的吸附为物理吸附,并且等量吸附热随甲烷吸附量的增大而非线性递减,表明页岩表面能量的不均匀性,甲烷分子优先吸附在页岩表面的高能吸附位。由vant Hoff方程计算甲烷在页岩上的极限吸附热为23.91 kJ/mol。     

煤对超临界CO2的吸附实验及不同表征模型对比

煤对超临界CO₂的吸附特征决定了煤层的CO₂地质封存能力。通过体积法高压CO₂吸附实验研究了3种吸附模型对不同变质程度煤样及活性炭吸附数据的表征效果。结果表明：压力在8 MPa附近时的CO₂密度变化率最大,引入k值可有效提高拟合效果并“圈住”实验中的各种误差,铁法和卧龙湖煤样对CO₂的吸附机理更大程度上是微孔填充;由于窑街煤样天然赋存于CO₂气藏,受实验室超临界CO₂作用改造效果微弱,其微孔较为发育,最大绝对吸附量高于其他煤样;气体密度逐渐增大时,过剩吸附量和绝对吸附量之间的差距越来越大,绝对吸附量决定了煤样的最大吸附能力;OK格子模型拟合出活性炭中CO₂吸附相密度为1.004 g/cm³。     

低压下不同煤样对CO的吸附性能研究

为了研究低压下不同煤样对CO气体的吸附性能,利用Autosorb-i Q-C全自动物理化学分析仪测量不同煤质煤样在不同温度下低压阶段对CO的吸附等温线。通过对实验数据的分析,认为煤对CO气体的吸附量随煤变质程度的增大先减小后增大,和孔隙率的变化规律有良好的相关性。煤对CO在低压下的吸附过程符合Langmuir模型的几点假设,低压下煤对CO的Langmuir吸附模型可简化为亨利模型。通过Clausius-Clapeyron方程计算得出不同煤样对CO的吸附热均在12~25 k J/mol之间,且低压阶段煤对CO的吸附形式主要为物理吸附。结果表明吸附热是影响吸附量的主要因素之一。     

含铁废水的吸附处理研究

研究了用盐酸改性的粉煤灰对铁的吸附性能，并与活性炭进行了比较。试验结果表明，用3mol／L的盐酸改性粉煤灰对铁有很好的吸附性能，吸附量可达88mg／g以上，对铁的去除率达99．2％，高于活性炭对铁的去除率。     

活性炭脱除SO2吸附动力学模型及数值模拟

由于内扩散阻力的影响,对于粒径在3 mm及以上的活性炭颗粒脱除SO2,采用以气膜控速为基础的LDF模型存在很大的误差。建立了适合3 mm以上活性炭颗粒脱除SO2的气固床传质模型,考察了活性炭吸附不同SO2浓度时几种吸附动力学模型的相关性系数,讨论了影响活性炭颗粒吸附SO2的控制步骤;以固相扩散模型为基础,研究了单颗粒下不同吸附动力学模型为基础的吸附速率方程吸附速率与吸附量之间的关系;以Vermeulen模型作为粒内推动力模型,建立了穿透曲线模型并与实验值进行了比较。研究表明,活性炭吸附SO2主要为内扩散控制,可以使用Boyd模型进行描述;以Boyd模型为基础的Vermeulen模型能够很好地预测活性炭颗粒吸附速率与吸附量之间的关系;以Vermeulen模型为推动力建立的穿透曲线模型可以精确地预测3 mm及以上活性炭颗粒在不同SO2浓度和不同空塔线速度下的出口浓度。     

泥煤对稀土元素铈、镝、铕的吸附性能研究

在静态条件下，研究了泥煤对稀土金属离子Ce^4＋、Dy^3＋和Eu^2＋的吸附特性。结果表明，泥煤对稀土金属离子有较强的吸附性能，pH是影响吸附的主要因素，吸附过程符合动力学一级方程，吸附平衡数据符合Freundlich、Langmuir及DR模型。吸附过程自发不可逆，且放出热量，提高温度对吸附不利。泥煤对三种元素的平衡吸附量不同，讨论了泥煤用于处理稀土元素废水的可行性。     

煤表面非均匀势阱吸附甲烷特性数值模拟

利用蒙特卡洛方法建立了煤与甲烷吸附动力学的数值模型,并对两种非均匀势阱煤样模型的吸附甲烷过程进行计算,分析其在不同温度与吸附压力下吸附甲烷特性以及吸附热的变化规律。研究表明:非均匀势阱煤样模型等温吸附过程与理想朗格缪尔曲线有明显不同,等压吸附过程可利用负指数规律精确描述。煤样模型势阱深度分布的非均匀特征对煤与甲烷吸附热,以及吸附量对于温度和压力的敏感性均有一定影响。通过对不同吸附压力下吸附速率参数b的拟合计算,推导出非均匀势阱等温吸附方程,物理实验验证表明该方程对真实煤样吸附解吸甲烷过程的描述比理想朗格缪尔方程更加精确。     

活性炭吸附柱工艺参数的计算方法

简述吸附柱的工作特性 ,对工业生产用活性炭固定吸附柱的吸附工作带的下降速度、切换时间、总传质系数和动态吸附量参数的计算方法进行了分析。     

椰壳活性炭在炭浆法吸金阶段的吸附性能变化

椰壳活性炭已广泛应用于炭浆法提金工艺。吸附容量和吸附速度是表征炭活性的指标,而其强度是表征活性炭在炭浆工艺回路中抗磨损的重要指标。某金矿吸附柱取回的活性炭的吸附和强度试验结果表明,随着活性炭上载金量的增大,其吸附活性会下降,并最终达到平衡状态。活性炭只要在吸附前进行了磨角预处理,其强度在吸附阶段的变化不明显,即使载金量增大,在每槽中炭磨损量也基本保持稳定。     

CO_2 isothermal adsorption models of coal in the Haishiwan Coalfield

Since the capacity of CO2 adsorption of coal is a key factor in coal and CO2 outbursts,an experimental study was carried out on CO2 isothermal adsorption with high-pressure volumetry with dry coal samples from the No.2 coal seam in the Haishiwan Coalfield.Four different equations(Langmuir,BET,D-R and D-A) were used to fit the experimental data.We discuss adsorption mechanisms.The results show that the amount of CO2 adsorption increases rapidly under low relative pressure,i.e.,the ratio of equilibrium pressu...     

含氧煤层气在碳分子筛上的吸附动力学

为探究基于动力学分离效应的碳分子筛对含氧煤层气的吸附分离特性,对煤层气中CH4,N2,O2三种气体在两种商业碳分子筛（CMS-1,CMS-2）上的吸附动力学和平衡吸附特性开展了研究。结果表明：这两种碳分子筛对CH4的平衡吸附量均大于N2和O2,为甲烷选择性吸附剂;通过扩散模型的模拟和分析指出,采用分段微孔扩散模型能够很好地预测3种气体在碳分子筛上的动态吸附过程; CH4,N2,O2三种气体分别在Fc为0.5,0.6,0.7之前呈现较快的扩散速率,随后扩散速率明显变慢。CMS-1,CMS-2两种碳分子筛均存在动力学吸附特性和平衡分离特性相互抑制的现象,N2,O2与CH4的综合分离因子分别为5.84,18.75,4.20,16.82,表明这两种碳分子筛均具有较好的煤层气的脱氧浓缩性能。     

PREPARATION OF ACTIVATED CARBON FROM TWO CHINESE ANTHRACITES IN THE PRESENCE OF OXIDATIVE ADDITIVES

This paper broke with the conventional ways of oxidizing and catalyzing. It researcheda new way to prepare activated carbon from anthracites which employed oxidative additives. Itinvestigated the effects of the additive on adsorption and activation rate of the resultant activatedcarbon. The results showed that the new additives not only improved the adsorptivity but alsoincreased the activation rate greatly, which is able to decrease the preparation cost.     

活性炭吸附矿山废水中放射性核素研究

研究选用30~10目(0.59~2.00mm)净水活性炭处理矿山排出的含放射性核素的废水,通过调节废水的pH,考察不同pH的废水流经一定高度的活性炭吸附柱后,废水中U、Th、~(226) Ra、α_总和β_总核素被活性炭吸附的百分率。试验结果表明:当废水pH在2.85~7.35时,U、Th的吸附率分别大于90%和近于90%;当废水pH近中性时,~(226) Ra、α_总和β_总核素的吸附率均大于60%。由此表明,研究所提出的活性炭吸附工艺,在一定条件下,可保证矿山废水中的U、Th、~(226) Ra、α_总和β_总达标排放。     

活性炭改性及其对CO2/CH4吸附性能的研究

以活性炭为基础吸附剂,考察不同类型活性炭的吸附性能以及酸碱改性及氧化性改性对活性炭CO2/CH4吸附性能的影响。CO2/CH4的吸附性能通过变压吸附装置所得的穿透曲线评价。结果表明：煤质活性炭对CO2/CH4的吸附分离效果最好;对于改性活性炭,质量分数为5%双氧水、5%氨水及5%盐酸改性对活性炭的吸附容量均具有较大的提高,其中双氧水及氨水改性活性炭的CO2/CH4分离因子也有明显的提高。