一种新型CH_4/N_2分离吸附剂制备及性能

文章采用水热合成法制备得到的钛硅类分子筛结构物,再经离子交换、成型与焙烧得到吸附剂。用XRD、SEM和TG/DSC对合成的分子筛结构物进行了表征;用吸附仪测试了N2和CH4分子在此吸附剂的静态吸附分离性能;探讨了这两种气体在吸附剂上的吸附行为。实验结果表明：在0.6MPa下,N2的STP吸附量可以达到12.42m l/g,N2和CH4的吸附比为10.1。N2和CH4的吸附分别符合Freundlich和Langmu ir吸附特征。     

温度及压力对CO2置换CH4的影响

利用潞安和寺河煤样进行了不同温度和压力条件下CO2/CH4混合气体的等温吸附/解吸实验,根据Langmuir等温吸附模型及其扩展形式,结合分离因子和单位压降解吸率两个参数,分别分析了温度和压力对CO2置换CH4影响的效果,提出了低温、低压条件下具有更好的置换效果,认为低温低压下置换反应主要向解吸需要能量低、吸附释放能量高的方向进行,即需要能量较小的CO2吸附—CH4解吸方向.研究结果表明:同等条件下CO2吸附能力比CH4吸附能力更强;在3MPa注入压力条件下,随着温度逐渐升高CO2对CH4的分离因子依次减小,显示出温度为20℃时置换效果更佳;在30℃温度条件下,随着压力的的升高,CH4单位压降解吸率依次降低,显示出压力为2MPa时置换效果更好;CO2的吸附能高于CH4的吸附能,在低温、低压的低能量条件下CO2具有相对更好的吸附能力.     

沸石静态吸附性能试验研究

利用天然斜发沸石作为吸附剂,进行沸石静态吸附性能进行试验及分析.由试验结果可知,沸石对铵离子具有很强的选择性离子交换和吸附能力.在10min时,锥形瓶中氨氮的浓度为1.31mg/L,沸石对氨氮的去除率为73.8%;在20min时,锥形瓶中氨氮的浓度为0.96mg/L,沸石对氨氮的去除率为80.8%;在30min时,锥形瓶中氨氮的浓度为0.65mg/L,沸石对氨氮的去除率为87%;30min以后,沸石对氨氮的去除率增加不大.沸石和含氨氮的溶液发生吸附作用和离子交换作用之后,会造成其出水pH升高.沸石对微污染河水的CODMn的去除率为2.89%~3.78%,对微污染河水的UV254的去除率为5.41%~6.82%.     

聚酰亚胺/聚酰胺-胺复合膜的制备及其对CO2的分离性能

以乙二胺(EDA)为引发核,通过发散法合成1.0～3.0代树枝状聚合物聚酰胺-胺(PAMAM),并以其作为功能涂覆层制备聚酰亚胺(PI)/PAMAM复合膜,考察PAMAM代数对纯CO2、N2及CH4在复合膜中渗透及CO2/N2、CO2/CH4分离性能的影响.结果表明:PAMAM对CO2有明显的选择透过能力,PI/PAMAM复合膜对纯CO2的透过系数及CO2/N2、CO2/CH4的分离系数随PAMAM代数的增加而增大;当涂覆层为3.0代PA-MAM时,复合膜对CO2的渗透系数达到106.6 Barrer,CO2/N2、CO2/CH4分离系数分别达到44.25和58.83.     

Ti改性活性炭分离CH_4/N_2的实验研究

针对甲烷气体(煤矿乏风瓦斯)的富集与分离,研究了活性炭吸附材料(AC)的Ti改性方法,讨论了对CH4/N2分离性能的影响.结果表明:Ti改性炭活性在1 100℃、N2保护焙烧后孔径分布更均一;CH4的吸附量达到34.4 mL/g,比未改性的活性炭和160℃水热方法 Ti改性的活性炭增加了51.5%;CH4常压穿透曲线的穿透点比未改性的活性炭和160℃水热方法 Ti改性的活性炭分别滞后了41%和50%.     

CO2、CH4在改性MFI沸石中吸附的分子模拟

采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法研究了CO2、CH4在全硅MFI沸石和MFI(4Na+)沸石中的吸附行为,计算获得了CO2、CH4在两种架构中的吸附等温线、吸附能量分布曲线和粒子云分布图,结果表明:CO2、CH4纯组分在较低压力下有较高的吸附量,并且吸附量随压力的增大而增加,随温度的升高而小幅减少,其混合组分在两架构中均发生明显的竞争吸附行为;Na+的存在使MFI型沸石对CO2的吸附能力和选择性得到增强.     

吸附OH-后改性斜发沸石的解吸再生及对吸附K+的研究

通过考察钙型和镁型斜发沸石对不同浓度不同类型碱溶液中OH-的吸附能力,并对OH-吸附饱和的钙型和镁型斜发沸石进行解吸再生后对K+的吸附研究,从而选出最适解吸剂及其浓度.研究结果表明随着碱溶液中OH-的浓度增大,钙型和镁型斜发沸石对OH的吸附量增大,且镁型斜发沸石对OH-的吸附量大于钙型斜发沸石.分别以盐酸和硫酸为解吸剂...     

M-MOF-74吸附分离天然气中CO2的模拟研究

研究了M-MOF-74系列吸附剂在天然气脱CO_2中的应用,建立了M-MOF-74系列吸附剂的骨架模型,并利用GCMC方法计算了CO_2纯组分气体以及CO_2/CH4混合气体在M-MOF-74系列吸附剂上的吸附。结果表明,M-MOF-74系列吸附剂对CO_2的吸附量从大到小的顺序为Mg-MOF-74>Ni-MOF-74>Co-MOF-74>Fe-MOF-74>Cr-MOF-74>Mn-MOF-74;吸附混合气体时,CO_2吸附量规律与纯CO_2吸附量一致,CH4吸附量从大到小的顺序为Mg-MOF-74>Ni-MOF-74≈Co-MOF-74≈Fe-MOF-74≈Cr-MOF-74≈Mn-MOF-74;气体在M-MOF-74系列吸附剂上的等量吸附热的大小规律与吸附量规律相同,说明气体与M-MOF-74系列吸附剂之间的相互作用是影响吸附量的主要因素。吸附剂对混合气体的选择性从大到小的顺序为Ni-MOF-74>Co-MOF-74>Fe-MOF-74>Mn-MOF-74>Cr-MOF-74>Mg-MOF-74。综合比较CO_2吸附量、再生能耗、选择性系数等参数,Ni-MOF-74更适合吸附分离天然气中的CO_2。     

α-Al2O3载体上NaA型分子筛膜的制备及表征

采用原料配比SiO2∶Al2O3∶Na2O∶H2O=2∶1∶8.9∶700制备了粒径为6μm的NaA沸石晶种.利用二次生长法在微孔α-Al2O3载体管外表面制备NaA型分子筛膜,通过SEM和XRD对制备的分子筛膜进行了结构表征,并对其气体渗透性能进行了测试.结果表明,重复合成3次后,在3μm孔径载体表面形成了一层致密、连续的沸石晶体层,沸石膜厚约20μm;N2的渗透率为5.8×10-5 mol/(m2.s.Pa),氧氮分离系数为1.3左右,大于相应的努森扩散系数0.94,说明制备的分子筛膜有一定的筛分作用.     

NaX分子筛吸附分离CO2/CH4的巨正则蒙特卡洛模拟

采用巨正则蒙特卡洛模拟与理想吸附溶液理论相结合的方法,研究了CO₂、CH₄分子在NaX分子筛上的吸附性能。通过对比实验数据在不同吸附理论模型下的拟合结果并计算相应的吸附热,描述了CO₂、CH₄气体的吸附分离过程。结果表明,CH₄分子的吸附强度比CO₂分子弱,更贴近理想吸附;CO₂分子的吸附选择性随其在空气中的体积分数升高而降低,在低压条件下随温度的升高而降低。因此,低温低压更有利于CO₂分子的分离。     

用多元气体等温吸附成果评价煤层气开发潜力

针对煤层气中通常含有一定数量非 CH4气体的现实情况 ,进行了纯 N2 、纯 CH4和 CH4- N2二元气体等温吸附实验的对比研究 ,分析了煤层气中的 N2 组分对煤层 CH4吸附性能的影响 .结果表明 ,用纯 CH4气体的等温吸附资料进行煤层气开发潜力的评价 ,可能会产生不完全正确的结论 ;而多元气体的等温吸附曲线 ,可用于进行煤层气开发潜力的正确评价 .     

Adsorption and desorption on coals for CO2 sequestration

Adsorption and desorption of carbon dioxide, methane and other gases on coals has been investigated experimentally using representative Zhongliangshan coals. Gas adsorption is one of the major concerns for both CO2 sequestration and methane recovery processes. The experiments were carried out using both single and multi-component mixtures at 25 ℃ and 30 ℃ with the highest pressure of 12 MPa. The coal was under moisture equilibrated conditions. This provides experimental data from which a predictive assessment of CO2 sequestration and/or methane recovery can be conducted. The results show that for pure gasses the CH4 adsorption capacity is higher than the N2 adsorption capacity but lower than the CO2 adsorption capacity. Injection of CO2 or other gases into the coal significantly affects CH4 desorption. This allows the enhancement of CH4 recovery from the coals, thus supplying more clean energy while sequestering significant amounts of CO2 thereby reducing the greenhouse effect from human beings.     

ZIF-8体系富集回收炼厂干气中C2H6+C2H4

炼油工业作为一个能量密集型工业,对炼厂干气中轻烃组分气体进行有效回收且利用,将同时解决其一直面临的节能及环保两大难题.采用吸附法以及吸附-水合法分离含有C2(即C2H6+C2H4)的模拟炼厂干气M1:C2H6(11.55％)+C2H4(12.46％)+CH4(29.15％)+N2(27.02％)+H2(19.82％),...     

用Sm2Fe17制备纳米粒子及磁性研究

采用直流电弧等离子体法在甲烷（CH4）、氢氩、氨气、氨氮气氛下制备了钐铁合金的多种纳米粉，在甲烷气氛下没有杉或铁的氧化物生成，但生成Fe3C；在氢氩和氨氮气氛下，有钐的氧化物，在纯甲烷气氛下的制备的样品矫顽力最大，在氨氮气氛下样品的饱和磁化程度和剩余磁化强度最高，而且矫顽力中等。分析了氨氮与氛下样品高温结晶前后结构和磁学性质的异同，发现再结晶过程中样品被氧化了，磁学性能急剧下降。     

煤层气中甲烷δ~3C值偏轻的机理探讨

文中列出了５１个典型煤层气样品的甲烷δ１３Ｃ值测试数据，系统地分析了煤层气甲烷稳定碳同位素组成特征，深入探讨了甲烷δ１３Ｃ值偏轻的原因。     

离子液体溶胀煤体与溶解甲烷研究进展

综述了煤矿瓦斯增抽方法、离子液体溶胀煤、离子液体溶解甲烷的研究现状;分析了目前低透煤层瓦斯增抽主要是采用物理作用破碎煤体来释放CH4,或注CO2或N2置换瓦斯的办法,其效果虽然显著,但对于微孔隙中的甲烷解吸还是存在着局限性．鉴于功能化离子液体溶胀煤及吸收甲烷的协同作用,提出利用离子液体增加煤中孔隙尺寸以吸收煤表面CH4气体的方法,强化抽采过程中的瓦斯解吸,降低了煤层本身的瓦斯含量,提高抽采瓦斯气体的利用效率．最后,阐述离子液体溶胀煤、溶解甲烷的研究进展,以及离子液体应用于瓦斯抽采方面的研究基础．     

煤层气热-流-固耦合渗流的数学模型

在煤层气的开采过程中，煤体变形与流体流动是相互耦合作用的。由于甲烷气的解吸热效应，煤层气的渗流又是一个非等温过程，因此对渗流场、变形场及温度场耦合作用下煤层气的渗流规律进行研究具有重要的意义。本文综合利用流体力学、岩石力学和传热学理论，给出了考虑温度场、流体渗流场和变形场作用下的水－煤层气两相流体渗流理论，并给出其耦合求解的方法，通过数值模拟的方法，研究了温度铲应对煤层气开发的影响。     

一体化硅基复合膜的制备

以硅树脂和硅凝胶为原料,制备出一种多孔性的、一体化硅基复合膜．这种硅基复合膜的气体（对H2）渗透率为105～106Barrer,其H2／N2分离因子为3～4.13;Q2／N2分离因子为1～1．29．经过表面处理的硅基复合膜,其H2／N2最大可达16．15;OZ／N2可达5．32．这种复合膜适用于热工业气体的分离．