沼气变压吸附脱碳影响因素分析及吸附剂比选

生物天然气(bio-natural gas)是由生物质转化而来,目前主要指通过沼气净化提纯得到的生物甲烷气(bio-methane)。由于生物天然气可以直接作为石化天然气的替代燃料,所以发展沼气已成为增加天然气供应量的一个重要方向。沼气提纯制取生物天然气不仅对我国新能源革命有重要意义,也是减少我国对国外能源依赖的重要一环,沼气中的CO_2不仅会降低沼气热值,还会造成温室效应。因此,沼气提纯的关键在于CO_2的脱除。该文介绍了变压吸附技术脱除沼气中的CO_2的原理,并总结了吸附时间、吸附压力、气体流量以及多床层工艺对变压吸附分离CO_2/CH_4的影响,介绍并比对了不同种类吸附剂的特点与性能。     

CO_2分离膜在海上平台的使用

在众多天然气脱CO2的技术中,膜法脱碳占地小,能耗低,在寸土寸金的海上平台无疑是最佳选择,也因此从众多技术中脱颖而出。日前,由大连欧科膜技术有限公司与乐东海上平台合作的天然气中CO2膜法分离技术,在透平压缩机燃料气系统的使用,并顺利通过验收。它标志着我国利用膜技术分离天然气中CO2技术工艺真正的走向了工业化道路。     

CO_2与CH_4膜分离的发展与现状

通常化石燃料的燃烧会向大气中排放大量高浓度的CO2,其燃烧后对CO2处理减轻温室效应具有重要的环保意义。对于气体分离来说方法众多,基于膜的分离技术已经成为分离方法中极具竞争力的一种,并且成为CO2/CH4分离的有效手段之一,许多膜都能对CO2/CH4进行分离,其中主要可分为3三种:高分子膜、无机膜和混合基质膜。高分子膜通过传递性质更进一步可分为:渗透膜、促进传递膜。介绍了用于CO2/CH4气体分离的几种膜的工作原理、发展现状、瓶颈因素和解决途径,对比了各种膜的操作条件、分离效能和成本,最后提出了未来的研究方向和目标的建议。     

Pebax气体分离膜制备及其用于沼气提纯的研究

以聚醚共聚酰胺(Pebax)为分离层膜材料,采用浸渍涂覆法制备复合气体分离膜,考察了Pebax复合膜对CH_4、CO_2和H_2S等纯气以及一系列浓度的CO_2/CH_4混合气的渗透分离性能,并采用螺旋卷式膜分离器错流模型模拟分析Pebax气体分离膜用于沼气提纯的技术可行性.实验结果表明,Pebax膜具有较高的CO_2渗透通量和CO_2/CH_4分离系数.由于CO_2的增塑作用,复合膜对CO_2/CH_4混合气的分离系数小于其理想分离系数;不同浓度混合气中CO_2与CH_4的渗透通量随原料气中CO_2分压的增大而增大,而与原料气中CO_2的浓度无关.Pebax单级膜分离的沼气提纯效果受切割比、压力比等操作条件以及原料气组成等因素的影响,通过设计两级Pebax膜分离工艺可将CH_4富集到95%以上,同时回收90%的CH_4,改进膜工艺参数可获得更高的提纯效果,证明Pebax复合气体分离膜用于沼气提纯CH_4是可行的.     

变压吸附分离氢气技术发展报告

<正>变压吸附分离气体技术主要包括变压吸附分离氢气技术、变压吸附脱除CO2技术、变压吸附提纯CO2技术、变压吸附分离提纯CO技术、变压吸附净化浓缩CH4技术、变压吸附浓缩回收C2H4技术、变压吸附制O2技术、变压吸附制N2技术、变压吸附弛放气净化技术、变压吸附液态分离技术     

聚醚共聚酰胺膜的制备与分离性能

以橡胶态聚醚共聚酰胺(Pebax1074)嵌段共聚物为膜材料,采用流延法制备亲水性无缺陷的Pebax1074均质膜.由于Pebax1074嵌段高分子中的聚环氧乙烷(PEO)链段对CO2分子的亲和性,Pebax1074膜对CO2/非极性气体分离体系有较高的分离性能.CO2渗透系数由于增塑作用随膜两侧压差的增大而显著增大,且温度越低增塑作用越大;而N2、CH4和H2等非极性气体的渗透系数由于流体静力学压力效应随膜两侧压差增大略有减小,温度越高流体静力学压力效应越弱.N2、CH4、H2和CO2在Pebax1074膜中的渗透系数均可用Arrhenius方程描述,且随着压力的升高,CO2的渗透活化能下降,而N2、CH4和H2非极性气体的渗透活化能升高.     

膜法分离燃煤烟气中CO_2的研究进展

膜法分离CO2一直被认为是最具有发展前景的CO2分离方法之一.文章介绍了膜法分离CO2两种主要机理,列举了传统分离CO2的有机膜材料及新型复合膜材料,同时,分析了在燃煤湿法脱硫净烟气膜法分离CO2中烟气共存气态组分和细颗粒物对于膜分离CO2产生的影响.最后,展望了在燃煤脱硫净烟气中膜法分离CO2的发展前景.     

分离CO_2膜技术

分离CO2是当前能源和环境领域的最重要的课题之一.膜分离法在投资、能耗以及环境友好方面优于传统方法.文章提出了CO2分离膜的4种选择透过机制,着重论述了国内外在分离CO2膜技术方面的研究现状,介绍了本课题组在分离CO2反应选择膜方面的研究成果,并进一步探讨了分离CO2膜技术的未来发展趋势.     

气体分离膜技术在天然气提氦中的研究进展

氦气是重要战略稀有气体资源,在国防军工、高端医疗、电子制造和大科学装置等领域都发挥着不可替代的作用.我国氦资源匮乏,绝大部分的氦气都依赖进口,现有资源品位低且提取困难,因此发展高效低成本的氦气提取技术对于保障我国氦资源安全具有重要意义.气体分离膜技术具有能效高、投资少、运行简单等优点,被认为是实现氦气高效、低成本提取的有效途径.本文系统回顾了气体分离膜技术在天然气提氦中的研究进展,总结本课题组及同行近年来开发的高性能天然气提氦膜材料的结构和气体分离性能,考察了气体分离膜与深冷技术耦合的天然气提氦工艺,深入分析了膜材料性能、膜运行条件和耦合工艺等对天然气提氦经济性的影响规律,并对天然气提氦技术的发展趋势进行了展望.     

炭分子筛的结构和表面性质对其吸附分离CH4/N2和CO2/N2的影响

对日本Takeda(CMS-1)、Kuraray(CMS-2)和德国BF(CMS-3)3种炭分子筛(CMS)的孔结构和表面官能团进行了表征,分析了它们对CH4/N2和CO2/N2的吸附平衡和吸附动力学分离性能,以及CMS的结构与表面性质对吸附性能的影响。结果表明,CMS-1和CMS-2可实现CH4/N2的动力学分离,还可实现N2/CO2的平衡分离;CMS-3平衡分离CH4/N2和CO2/N2的效果要优于动力学分离。孔结构是影响炭分子筛分离性能的直接因素,孔径分布的差异使CMS-1和CMS-2对CH4/N2的位阻-动力学分离效应表现得更为明显;表面含氧官能团有利于提高炭分子筛的吸附分离性能。     

膜吸收技术及其在脱除酸性气体中的应用研究

膜基气体吸收是膜技术与气体吸收技术相结合的新型杂化膜过程，与传统的气流接触吸收相比有诸多优点，通过介绍膜基气体吸收技术的分离机理及其在脱除酸性气体中的应用特点，展示了膜基气体吸收技术在化学工业中的广阔应用前景。     

气-液膜接触器结构优化及其传质性能研究

以海水作为吸收剂,采用模拟烟气,对气-液膜接触器进行传质性能评价试验,考察其工艺结构参数、气液介质流动速率及方式、气液压差、烟气SO2浓度等因素对传质系数、脱硫率及膜效用的影响.试验表明,在气相压力较低情况下,气液流速、气液压差对总气相传质系数影响明显,而烟气SO2浓度的影响可忽略不计.适当提高膜接触器的填充密度,增加膜吸收级数,采用错流模式的气液流动方式,均可改善烟气流场分布,增大有效传质面积,提高膜效用.与传统吸收塔相比,新型膜气体吸收装置的气液两相独立控制,可灵活应对烟气浓度变化对脱硫稳定性的影响,同时具有低气阻、耐污染、规模可线性放大等优点,工业化应用前景广阔.     

聚酰亚胺气体分离膜

介绍了一种新型的气体分离膜材料－－聚酰亚胺，对其发展历史，合成，制膜及气体分离的应用研究了作评术，从四个方面讨论了聚酰亚胺膜的气体透过机理。并与普通膜材料进行了比较，指出了该膜材料的广阔发展前景。     

膜蒸馏技术及其应用进展

引用近期发表有关文献，较全面地介绍了膜蒸馏过程的基本概念、特征、研究的现状、应用研究情况，同时包括了与膜蒸馏相关的膜过程，并对膜蒸馏技术的发展趋势作了简要的评述．     

在大孔陶瓷管载体上引入ZnO连接层诱导合成稳定ZIF-8膜

以平均孔径为3μm的大孔α-Al2O3陶瓷管为载体,采用载体表面预先引入一层ZnO作为连接和诱导成膜的策略,合成连续完整且性能稳定的ZIF-8膜.首先在载体的内表面通过溶剂热生长一层厚度约为5μm的连续多孔ZnO层,起到对载体表面的修饰、连接膜与载体和诱导成膜的多功能作用;然后,甲醇体系溶剂热法在ZnO表面合成得到连续的ZIF-8膜.考察和优化了ZnO层的活化、ZIF-8合成条件对成膜的影响,用SEM、XRD和气体渗透等分析方法对所得ZIF-8膜进行表征.研究表明,ZnO层的连续性和活化处理是成膜的关键,ZnO层不连续难以形成完整连续ZIF-8膜,不活化ZnO则起不到很好的诱导成膜作用.最佳条件下获得的ZIF-8膜的H2通量为2.14×10-7 mol/(s·m2·Pa),H2/CO2、H2/N2、H2/CH4的理想分离系数分别为5.18、8.32、8.30.该膜材料具有明显的筛分效应,且150℃条件下长时间测试稳定性良好.     

微孔膜的可压缩性及参数变化对膜蒸馏跨膜传质速率的影响

针对两种聚四氟乙烯膜在膜两侧压差为10～100kPa范围内进行了气体渗透实验,结果表明：实验用膜具有一定的可压缩性,随膜两侧压差的增大,膜孔径r减小,而膜孔隙率与有效厚度的比值ε／τδ是增大的,且其变化幅度随膜厚度的增大而增大,通过求解数学模型方程得到了不同膜参数时直接接触式膜蒸馏和真空膜蒸馏跨膜传质速率的预测值,与相同条件下的膜蒸馏实验测定的传质速率进行对比,结果表明：由膜的可压缩性带来的膜参数变化能够使跨膜传质速率有所增长,采用相近压差下气体渗透实验测定的膜参数能够较准确地预测膜蒸馏的跨膜传质速率。     

高分子膜结构对气体传递的影响

以气体透过高分子膜的基本原理为基础，从高分子的极性、位阻效应、引入基团的大小及作用和结晶度等几个方面深入探讨了高分子膜的物理化学结构对气体透过选择性的影响，并简述了交联和增塑剂对膜结构的影响及对气体传递的作用．     

气态膜过程中的热效应

实验表明提高温度（Ｔ）能大幅度增加挥发性物质在气态膜过程中的传质系数（Ｋ），Ｋ和Ｔ间的关系符合Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方程Ｋ＝Ｋｏｅｘｐ（－Ｅ／ＲＴ）。用Ｓｔｏｋｅｓ－Ｅｉｎｔｅｉｎｓ和Ｌｅｖｅｑｅ方程，从理论上证实：（１）对于易挥发性物质（如ＨＣＮ），温度主要是通过降低进水边界层中水溶液的粘度或提高扩散系数，而使传质系数大幅度升高；（２）对于挥发性较小的物质（如苯酚），温度主要是通过提高其蒸汽压或进水     

膜吸收用疏水性多孔膜结构参数的确定

理论分析了疏水性多孔膜气体渗透原理和膜各种结构特征参数的关系,并建立了计算气体渗透通量的模型方程,以及确定多孔膜曲折因子等结构参数的方法．通过气体渗透实验和建立的模型,对6种聚四氟乙烯(PTFE)多孔平板膜的曲折因子等结构参数进行了测试计算,并根据测得的膜孔隙率结果,比较了曲折因子与孔隙率的关系．对不同气体透过不同结构参数的多孔膜的传递形式进行了讨论．     

膜分离技术在石油化工领域中的应用

通过分析气体膜分离、渗透汽化膜分离和膜生物反应器等膜技术在石化领域中的应用 ,提出应开发高性能的膜材料和膜、膜装置及过程优化 ,以及膜分离与其他分离技术耦合的必要性。