铁离子改性碳分子筛对氮气/甲烷分离性能的研究

针对碳分子筛对氮气/甲烷分离体系分离比低的问题,采用浸渍法以市售空分碳分子筛（CMS）为基体,制备了分离氮气/甲烷的铁离子改性碳分子筛。通过静态吸附量、分离比、吸附动力学及热力学性质考察了铁离子负载量对碳分子筛吸附分离氮气/甲烷性能的影响。结果表明：铁（Ⅲ）的负载减小了CMS的比表面积、微孔体积和孔径,使CMS超微孔的孔径分布呈现更集中的趋势。这种集中性以动力学性能下降为代价,明显提高了碳分子筛对氮气/甲烷的吸附分离比。在303 K、0.7 MPa条件下,综合性能优异的0.3%铁改性CMS具有6.03的氮气/甲烷吸附分离比。     

分离CO_2/CH_4的吸附剂研究现状

介绍了不同吸附剂对CO2/CH4的吸附分离性能,包括吸附分离因子以及CO2吸附量等。着重阐述了碳分子筛的两种改性方法——氧化改性和氮基基团改性。从材料结构及再生性能上分析,碳分子筛可能更适合成为变压吸附分离CO2/CH4的吸附剂。     

甲烷与氮气分离用碳分子筛研究进展

介绍了气相沉积法制备碳分子筛研究进展,谈论了孔径对甲烷与氮气吸附性能的影响,概述了几种碳分子筛对甲烷与氮气吸附性能,提出了甲烷与氮气分离用碳分子筛制备建议。     

甲烷与氮气分离用碳分子筛研究进展

介绍了气相沉积法制备碳分子筛研究进展,谈论了孔径对甲烷与氮气吸附性能的影响,概述了几种碳分子筛对甲烷与氮气吸附性能,提出了甲烷与氮气分离用碳分子筛制备建议。     

用于空气分离的吸附剂进展

综述了近年来用于空气分离的沸石分子筛和碳分子筛等吸附剂的改进.认为改进吸附剂的吸附性能和开发新型高效吸附剂是提高变压吸附法空气分离效率最有潜力的途径.     

气体分离用变压吸附剂的研究进展

介绍了在应用变压吸附生产N2、O2和CO2的生产过程中,沸石分子筛和碳分子筛的吸附分离机理及它们的改性研究,并讨论了国内外目前使用的沸石分子筛和碳分子筛的优缺点,评述了现阶段国内外变压吸附剂的研究现状,进而展望了变压吸附剂的研究和发展趋势。     

甲烷与二氧化碳混合气分离试验研究

为了验证自制碳分子筛吸附剂对CH_4/CO_2混合气体的分离效果,使用自制碳分子筛吸附剂,通过变压吸附工艺,对CH_4/CO_2混合气体进行分离试验。研究了吸附压力和吸附时间等工艺参数对沼气分离效果的影响,并通过与市售活性炭和市售碳分子筛吸附剂的对比试验验证自制碳分子筛吸附剂在沼气分离中的优势。结果表明:吸附时间增加,分离效果先提高后下降,最佳吸附时间为180s;吸附压力增大,分离效果先提高后下降,最佳吸附压力为600 k Pa。自制碳分子筛吸附剂具有分离效果好、甲烷回收率高、产品气浓度稳定的优点。     

变压吸附法提纯煤层气中甲烷研究进展

低浓度煤层气直接排放既造成能源浪费,又带来严重的温室效应,变压吸附法提纯低浓度煤层气是解决煤层气排放的有效利用途径。总结了变压吸附技术对CH_4/N_2体系煤层气中CH4分离的研究进展,包括变压吸附分离机理和相应的变压吸附提纯工艺路线,分析了2种工艺的优缺点,讨论了多孔吸附材料,如活性炭、碳分子筛、沸石分子筛和金属有机骨架材料对CH_4/N_2吸附分离效果的研究进展和存在的问题。基于平衡效应分离的变压吸附技术,在CH_4/N_2体系分离实际应用中遇到瓶颈,原因在于现有吸附剂平衡分离系数太小,提浓幅度有限;其次,CH_4在平衡效应里作为强吸附组分被优先吸附,产品气必须通过抽真空的方式解吸获得,必须采取多级压缩和增加置换步骤,因而能耗相对较高。基于动力学效应的分离,可在塔顶直接获得富集的带压产品气;同时免去多级压缩的能量消耗,相对平衡效应分离具有显著优势,但需要在第一级加压,处理接近爆炸限浓度煤层气有一定安全隐患。活性炭吸附容量大,处理能力强,价格低廉,是一种典型的平衡分离型吸附剂,但分离系数较低,存在气体循环量大、效率低,提浓幅度窄等缺点,如何通过孔径调控和表面改性提高活性炭的平衡分离系数将是今后研究的重点。现有报道效果较好的动力学吸附剂主要以碳分子筛为主,但价格高昂,工业推广受限,选择合适的廉价原料、改变现有间歇式生产工艺、进一步开发高效、廉价的动力学/N2的重要方向。沸石分子筛会优先吸附CH_4,与动力学效应优先吸附N_2相反,降低了分子筛对CH_4/N_2的分离选择性。所以硅铝分子筛/钛硅分子筛多在分离高浓度CH4含量的天然气、油田气方面表现优异,针对低浓度煤层气CH_4的提纯应用较少,未见工业应用报道。金属有机骨架材料的出现提供了新的发展思路,但其在CH_4/N_2的吸附平衡和动力学研究以及变压吸附分离方面研究较少,还有待进一步深入研究,解决材料的稳定成型和放大仍是需要突破的技术瓶颈。未来变压吸附提纯工艺将是平衡效应和动力学效应的组合工艺,开发低压下变压吸附分离工艺将具有更好的经济性和安全性;低成本、大容量、高选择性吸附剂开发仍是未来吸附剂的重点发展方向;同时吸附剂寿命以及再生性能有待深入研究。     

活性炭改性及其对乙硫醇吸附性能的研究

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不同改性方法对活性炭吸附性能的影响。乙硫醇的吸附性能通过变压吸附装置所得的穿透曲线评价。采用低温氮气吸附脱附表征吸附剂的比表面积和孔径分布;结果显示椰壳活性炭具有较大的吸附量。通过氧化、酸碱和浸渍金属离子改性椰壳活性炭发现,负载铁离子的吸附性能最好,吸附量为122.4mg/L,提高幅度为48.5%。     

用于吸附分离CH4/CO2的碳分子筛的制备研究

以碳分子筛(CMS)作为吸附剂,探索其对CH4/CO2混合气的分离纯化性能。采用化学气相炭沉积法,以价格便宜的商品椰壳基活性炭为原料,以苯为沉积剂,制备碳分子筛。研究了沉积时间和沉积温度对CMS的吸附性质的影响。采用容量法对CMS吸附CH4和CO2性能进行测定。结果表明,在沉积温度为700℃,沉积时间为40min时制备的CMS平衡吸附选择性系数为58.03,远高于活性炭的5.124,对CH4/CO2有良好的分离效果。     

两种AgX改性吸附剂的烷烃/烯烃的分离技术

分别采用等体积浸渍法和离子交换法制备一系列AgX吸附剂。通过化学吸附仪（CO-TPR）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、 固体紫外可见漫反射光谱仪、X射线衍射仪（XRD）和X射线荧光光谱仪（XRF）等对吸附剂进行了表征；以模拟油品为原料，在小型固定床吸附与脱附器（200 mL）上考察了吸附剂的烷烃/烯烃分离性能。结果显示，与离子交换方法相比，浸渍法制备AgX吸附剂的烯烃分离性能更好，烷烃/烯烃分离度最高且不存在拖尾现象。与新鲜剂相比，再生后吸附剂的烯烃分离效果没有明显下降。     

煤基碳分子筛的制备及CH4/N2分离性能研究

以煤为原料,通过气相碳沉积法制备了CH4/N2变压吸附分离用碳分子筛,研究了苯沉积量对碳分子筛吸附性能的影响。用液氮吸附（77 K）、扫描电镜对碳分子筛孔结构及表面形貌进行了表征,结果表明：制备的碳分子筛（CMS-1）平衡分离系数大于5,比表面积SBET=251.5 m2/g,微孔孔容Vm=0.1178 mL/g,孔径主要分布在0.35~2 nm,能满足CH4/N2变压吸附分离要求。     

我国变压吸附制氧吸附剂及工艺研究进展

新型吸附剂和变压吸附工艺开发是提高变压吸附装置性能的主要途径。本文综述了我国变压吸附制氧吸附剂改性及变压吸附制氧工艺研究进展,并指出目前存在问题:LiLSX型及Li⁺和其他离子的混合型吸附剂具有良好氧氮分离性能,但仍存在离子交换利用率低、成本高等问题;其他离子改性的吸附剂制备过程相对简单,但也有分离系数低或成本高等缺点;基于循环步骤改进的变压吸附制氧工艺优化研究大多以实验室规模制氧装置为主,未深入研究优化工艺的过程性能,难以有效地指导工业级制氧装置工艺优化;快速和双回流变压吸附制氧新工艺具有广阔发展前景,但相关研究欠深入;而多级和耦合变压吸附制氧工艺具有广阔应用前景,但存在流程复杂、能耗较高等缺点。指出未来制氧吸附剂和制氧工艺研究应进一步研究固相离子交换方法,提高LSX吸附剂Li⁺交换利用率,降低成本;开展优化工艺的过程性能研究,指导工业级制氧装置优化;加强快速变压吸附和双回流变压吸附制氧工艺研究,推动工程化应用。     

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.     

煤基多孔碳分子筛的孔结构特征

碳分子筛(CMS)的吸附分离性能主要取决于比表面积和孔径分布结构,在不同相对压力下的吸附行为对应不同的孔径分布结构。以N_2吸附等温线为依据,采用BET法计算比表面积,H-K方程模型表征微孔结构,运用D-A方程模型表征微孔比表面积、微孔体积等相关信息,密度函数理论表征全孔分布。结果表明,糠醇吸附时间达到18 h时,碳分子筛的微孔面积为最大,占到BET比表面积的98.9%。同时发现D-A方程和H-K方程模型表征微孔的局限性要在密度函数理论的分析下才能很好的互补。     

气体分离用碳分子筛吸附剂的制备研究进展

介绍了作为气体分离用途的碳分子筛（CMS）的典型的和非常规的制备方法及应用。讨论了制备工艺条件对CMS分离气体性能的影响；分析了目前CMS制备工艺中存在的不足，并展望了CMS制备的发展趋势。     

碳分子筛扩孔及吸附CO_2的研究

为了从现有的国产碳分子筛产品获得适用于含氢气体净化(除去CO_2等杂质)的碳分子筛改性品种,研究了HNO_3处理和CO_2处理两种扩孔方法。通过液相尺码法测微孔体积和流动法测吸附分离系数及吸附等温线,考察了扩孔工艺条件对碳分子筛微孔结构和吸附分离性能的影响,确定了适宜的扩孔处理条件。对HNO_3扩孔的碳分子筛的动态吸附性能进行了初步考察,并与未扩孔的碳分子筛作了对比。实验结果表明,适宜条件下扩孔的碳分子筛可用于含H_2气体中CO_2的吸附分离。实验结果和结论还可供进一步研究扩孔碳分子筛对其它组分的吸附性能和生产部门制备用于含H_2气体净化的碳分子筛作参考。     

碱改性HZSM-5的表征及其对乙烯乙烷吸附性能研究

将碱改性HZSM-5沸石负载活性组分AgNO_3的吸附剂应用于乙烯乙烷吸附分离。通过N2吸附-脱附、傅里叶红外(FI-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、吸附等温线等,对改性前后吸附剂孔道、晶体结构、外观形貌、元素含量变化、活性组分的最佳单层分散量和乙烯乙烷吸附分离性能进行了研究。结果表明,经过0.4 mol/L Na OH处理的改性样品的平均孔径可达5.5 nm。改性吸附剂负载活性组分AgNO_3的最佳单层分散量为33.3%,25℃、0.5 MPa时其对乙烯乙烷混合组分吸附平衡的分离系数可达2.78,对变压吸附(PSA)具有很好的分离应用前景。     

碳分子筛变压吸附制氮机在酮苯脱蜡装置中应用的可行性探讨

碳分子筛变压吸附制氮机广泛应用于化工、冶金、电子工业,但在炼油厂酮苯脱蜡装置中的应用还没有先例。本文提出了用碳分子筛变压吸附制氮机制取氮气满足装置过滤系统密闭及氮气汽提用气,从而取代目前惰性气发生炉通过燃烧耗氧制取氮气的常规工艺,根据项目投用后核算结果及投资回收期的预测,结论认为：碳分子筛变压吸附制氮机在炼油厂酮苯脱蜡装置中的应用是可行的。     

煤基多孔碳分子筛的孔结构特征

碳分子筛(CMS)的吸附分离性能主要取决于比表面积和孔径分布结构,在不同相对压力下的吸附行为对应不同的孔径分布结构。以N_2吸附等温线为依据,采用BET法计算比表面积,H-K方程模型表征微孔结构,运用D-A方程模型表征微孔比表面积、微孔体积等相关信息,密度函数理论表征全孔分布。结果表明,糠醇吸附时间达到18 h时,碳分子筛的微孔面积为最大,占到BET比表面积的98.9%。同时发现D-A方程和H-K方程模型表征微孔的局限性要在密度函数理论的分析下才能很好的互补。