低湿CO2/H2O混合气体吸附特性实验

CO₂捕集、封存及利用是实现“双碳”目标的重要途径,为将碳捕集后的低湿CO₂/H₂O进行CO₂提纯和资源化利用,采用动态吸附实验研究了不同温度（303K、313K）、H₂O含量（0.7%~3.0%）的CO₂/H₂O在活性炭、活性氧化铝、分子筛3A和13X四种吸附剂上的动态吸附穿透曲线、吸附床温度分布、吸附量,分析了CO₂/H₂O分离系数和吸附热。结果表明,在CO₂/H₂O动态吸附过程中,吸附床温度与各组分浓度随时间变化趋势相同。H₂O饱和时间随进气温度升高而缩短;H₂O含量增加,抑制CO₂吸附;活性炭和氧化铝中H₂O的饱和时间随H₂O含量增加而增长,但分子筛3A和13X饱和时间缩短。H₂O吸附量随H₂O含量增加而增加,吸附热随吸附量增加而减小,CO₂则相反。分子筛3A对CO₂吸附量最小且CO₂/H₂O分离系数最大。H₂O含量小于1%时,CO₂吸附量最大的分子筛13X分离系数大于活性氧化铝,分子筛3A和13X适合分离低湿CO₂/H₂O。     

载金属离子的13X分子筛吸附噻吩的动态特性

采用13X分子筛及负载Cu2 、Zn2 、Ni2 、Ag 的13X分子筛等五种吸附剂,对噻吩进行动态吸附特性研究.在φ10.5 mm×200 mm的吸附柱测定了五种吸附剂吸附正己烷溶液中的噻吩的穿透曲线.采用加热法对Zn2 -13X、Ni2 -13X、Ag -13X三种吸附剂进行再生,测定了再生后吸附剂的穿透曲线,对吸附剂再生前后的吸附性能进行了比较.结果表明Ag -13X吸附性能优于其它吸附剂,其对噻吩的吸附容量为60.20 mg·g-1.再生后的Ag -13X对噻吩仍有很好的吸附能力,吸附容量相比新鲜吸附剂的仅下降了5%.穿透点以前出口噻吩含量为0.这些结果为工业吸附装置的设计提供了必要的吸附数据.     

13X沸石分子筛对低浓度CO2动态吸附

目前对于吸附分离技术应用于高压、低浓度CO₂脱除的研究还较少,在进行相应吸附脱碳工艺设计时也缺少相关的参考数据。为探究13X沸石分子筛对低浓度CO₂的动态吸附性能,本文利用动态吸附实验的方法,探究不同条件下低浓度（摩尔分数3%）CO₂气体在13X分子筛上的动态吸附性能,得到不同压力、温度、气体流量、填料高度及分子筛规格（尺寸、形状）等因素影响下的13X分子筛对于CO₂气体的动态吸附规律及相应的性能指标参数。结果表明：随着吸附压力的升高,13X分子筛的CO₂吸附量增加但增量逐渐减小;降低吸附温度、减小气体流量和增加填料高度均有利于增强13X分子筛的动态CO₂吸附性能,提高吸附脱碳效果,其中温度及填料高度的变化对于CO₂吸附的影响程度最大;实验还发现小尺寸及条状13X分子筛的动态吸附脱碳性能优于其他规格,并根据其特定条件下的出口CO₂浓度为50mL/m³时的CO₂吸附量指标,给出吸附剂用量与液化天然气（LNG）脱碳工艺处理量的关系系数。     

RHO分子筛空分性能评价

RHO分子筛由于独特的孔道结构在O₂/N₂分离方面表现出其特有的性质。采用水热合成法合成Na,Cs-RHO分子筛,进行碱金属离子交换改性,然后利用XRD和SEM对样品进行表征。通过单组分气体吸附实验、Aspen Adsorption软件模拟混合组分穿透曲线实验和双塔PSA空分实验对吸附剂性能进行评价。结果表明:Li-RHO是一种容易通过阳离子调控骨架扭曲程度的分子筛,O₂/N₂平衡分离性能参数最大。穿透曲线实验结果表明,弱吸附组分(N₂)首先穿透吸附床,O₂因强吸附而后穿出,Li-RHO的动力学分离因子很高。Aspen Adsorption模拟结果表明,Li-RHO制得的N₂纯度和回收率最高,可能是一种具有良好应用前景的空分吸附剂。     

氯化钙-13X分子筛复合吸附剂的实验研究

将氯化钙填充到13X分子筛的多孔结构内钊备出了氯化钙-13X分子筛复合吸附剂,并对其吸附性能进行了实验研究。实验结果表明,复合吸附剂中氯化钙含量越高,其平衡吸附量越高,当氯化钙含量为46.2%时,其平衡吸附量最大可以达到0.557g/g,是13X分子筛的2.2倍。     

多壁碳纳米管嵌入13X/MgCl2复合吸附剂的性能实验

配制了将不同含量的多壁碳纳米管（MWCNT）加入复合吸附剂13X/MgCl₂中制成的新型复合吸附剂,并对其吸附、脱附和导热性能进行了测试。实验结果表明：新型复合吸附剂在闭式200℃脱附完成后,新型复合吸附剂的吸附残余量随着MWCNT含量的升高而减小,13X的吸附残余量是MWCNT含量最高的13X/MgCl₂/MWCNT（CNT-5）复合吸附剂的吸附残余量的2倍,虽然MWCNT的加入不会对13X/MgCl₂复合吸附剂在室温下的吸附性能有影响,CNT-5在开式、闭式的平衡吸附量可以达到0.52 g·g^-1和0.38 g·g^-1,分别是13X吸附量（0.24 g·g^-1）的2.2和1.6倍,但新型复合吸附剂可以脱附更多的水蒸气。新型复合吸附剂的热导率随着MWCNT含量的增大而升高,CNT-5的热导率可以达到0.265 W·m^-1·K^-1,是13X热导率的4.9倍。     

稀土改性13X分子筛的表征与脱硫性能评价

采用离子交换法制备了Ce/13X、La/13X及La-Ce/13X分子筛吸附剂。通过X射线衍射、N2物理吸附、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱等手段对吸附剂进行表征,考察对比了三种吸附剂的动态吸附性能以及温度和流速对吸附性能的影响,并对吸附剂进行再生。结果表明,稀土离子改性后的13X分子筛的比表面积、孔体积出现一定程度的下降,分子筛结晶度降低但并未改变其骨架结构。La的载入与Ce具有协同作用,使得双金属改性的La-Ce/13X分子筛在脱硫吸附性能上较单金属改性的分子筛有明显的提高。常温下,空速为6h-1,La-Ce/13X分子筛能够将起始浓度为0.2mg/g的模拟油脱除至0.01mg/g,经过7h后穿透,穿透硫容为6.118mg/g,吸附剂经过氮气气氛300℃焙烧2h后,可较好的再生。     

固体吸附除湿剂的制备及性能研究

针对固体吸附除湿制冷的特点,开展了高效除湿剂的制备及性能研究。通过正交实验优选出吸附剂的原料配比和制备条件;测定了吸附剂的吸附容量及吸附等温线;对自制吸附剂及13X分子筛的脱附过程进行了热分析研究。结果表明:自制复合型吸附剂NW—162和NW—164的吸附性能优于13X和5A分子筛等常规吸附剂,其中平衡吸附量大于0.7kg·kg~(-1),峰顶温度低于13X分子筛50℃左右,是有着良好应用开发前景的高效固体除湿剂。     

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。     

吸附法分离焦化甲苯中的吡啶类物质及吸附剂的再生

采用气相吸附法以NaY分子筛作为吸附剂,对焦化甲苯进行精制脱氮,当吸附温度为115 ℃时,可以将焦化甲苯原料中吡啶和甲基吡啶的含量从5595 μg/g和1633 μg/g 均降到500 μg/g以下,NaY原粉和成型吸附剂的穿透处理量分别为12.44 g/g和5.94 g/g,对应的吸附量分别为0.90 mmol/g和0.44 mmol/g。热重分析（TGA）和核磁C谱（13C-NMR）的结果表明,采用250 ℃水蒸气再生的方法可以将吡啶和甲基吡啶脱附,但无法将积炭完全脱除。通过对比分子筛原粉和成型后吸附剂的吸附性能和再生性能,发现成型后的分子筛穿透处理量有所降低,但黏合剂的加入使其吸附性能更加稳定。并且在相同的吸附条件下,成型吸附剂比原粉吸附剂具有更强的深度脱氮能力。     

一种具有高CO吸附容量和高CO/N2及CO/CO2分离选择性的CuCl@β吸附剂

研制了一种新型的CuCl@β分子筛吸附剂材料,它不仅对CO有着高吸附容量,而且对CO/N₂和CO/CO₂的二元混合气有着高吸附选择性。利用自发单层分散的原理制备了一系列的CuCl@β分子筛材料,分别应用氮气吸附以及XRD进行表征。CO在CuCl@β分子筛上吸附等温线和动态透过曲线分别通过静态吸附和固定床实验获得。依据IAST理论模型计算了CuCl@β分子筛对CO/N₂二元混合物和CO/CO₂二元混合物的吸附选择性。研究结果表明:(1)氯化亚铜的负载增强了一氧化碳在CuCl@β分子筛上的吸附容量,其最佳负载量为0.4 g·g^-1。(2)CuCl@β分子筛吸附剂在增强CO的吸附量的同时,还降低了对二氧化碳和氮气的吸附。由于Cu⁺-CO π位络合键的存在,提高了CuCl@β分子筛对二元混合物CO/N₂和CO/CO₂的吸附选择性。(3)在低压下(0～10 kPa)下0.4CuCl@β分子筛对CO/N₂和CO/CO₂的吸附选择性分别高达1600～5200和120～370,远大于原始的β分子筛。CuCl@β分子筛对CO有着超高吸附容量以及吸附选择性,将会是一种很有潜力的CO分离提纯材料。     

分子筛负载CuCl制备CO吸附剂的研究

利用机械混合法将CuCl直接负载于分子筛13X、NaY和NH4X表面上制备高效CO吸附剂.实验结果表明,样品在320℃真空活化后,13X和NaY载体制备的吸附剂表现出较好的CO吸附性,CuCl的最佳分散质量分数分别为0.40 g CuCl/g 13X及0.45 g CuCl/g NaY,CO吸附量分别高达76 mL/g及84 mL/g,脱附质量分数分别为40％和60％,且CO/CO2分离比分别可达1.4和1.9.XRD表明,吸附剂经真空活化后CuCl晶相消失,表明CuCl在载体表面均匀分散,并且可能部分阳离子发生交换,进而提高了CO的吸附量.     

碳分子筛变压吸附提纯沼气的性能

选择碳分子筛,以CH₄和CO₂为原料气,对变压吸附法提纯沼气中生物甲烷的分离性能进行了研究。采用高精度智能重量分析仪IGA-100测定了25℃下CH₄、CO₂和N₂纯组分气体在碳分子筛上的吸附平衡等温线,计算了3种气体在碳分子筛内的扩散速率CO₂>N₂>CH₄。使用单塔变压吸附装置测量了动态吸附穿透曲线,考察了吸附压力、气体流量和少量氮气等因素对吸附分离的影响,并对吸附机理做了初步探讨。实验结果表明,在吸附压力为0.4MPa、气体流量为200mL/min时,在碳分子筛上CO₂穿透吸附量为35.9mL/g,CH₄穿透吸附量为5.4mL/g,CO₂/CH₄分离系数高达12.6,可直接从吸附塔顶富集纯净的CH₄,而且碳分子筛可以通过抽真空完全再生,是一种理想的吸附材料;在有少量氮气存在的实验条件下,由于碳分子筛对CH₄和N₂具有动力学分离效应,仍能在塔顶富集高浓度的CH₄。     

AgCo13X改性分子筛的制备与吸附脱硫性能

采用液相离子交换法制备了以金属离子Co2+和Ag+共同改性的AgCo13X分子筛吸附剂,并用XRD、NH3-TPD、BET和TG等技术对其结构进行表征。在模拟柴油中考察了吸附剂对二苯并噻吩(DBT)的脱硫性能。结果表明:AgCo13X分子筛的脱硫性能优于单一离子改性的Co13X和Ag13X分子筛;而Co13X和Ag13X分子筛的脱硫性能又明显高于未改性的13X分子筛。当Ag+离子交换浓度为0.1 mol/L时制备的Co2+和Ag+共同改性的AgCo13X分子筛具有最好的脱硫性能,其脱硫率为99.91%。剂油比为0.02 g/mL,当吸附时间为1 h即可达到吸附平衡;吸附剂具有良好的稳定性和再生性,再生后的脱硫率达到98.21%。     

AC/X-G吸附剂的制备及CH4/N2吸附分离性能

采用浓度为0.2g·ml^-1的葡萄糖溶液对13X沸石/活性炭复合材料(AC/X)进行碳沉积,研究沉积次数对复合吸附剂(AC/X-G)孔结构、表面性质和CH₄/N₂吸附分离性能的影响。通过X射线衍射,77K下的N₂吸附/脱附,扫描电镜,CO₂-TPD以及红外光谱表征样品的晶型、孔结构和表面性质,在298K、100kPa下对其CH₄和N₂吸附等温线进行测定,并将吸附结果与文献中碳材料和13X沸石的吸附性能进行比较。结果表明:随着沉积次数的增加,AC/X-G吸附剂中X型沸石的相对含量降低,微孔比表面积和微孔体积减少。AC/X-G的表面被碳膜覆盖,碱量降低,但出现强碱位和含氧基团C-O键。AC/X-G的CH₄和N₂吸附量下降,但吸附分离系数提高,沉积3次的样品AC/X-G-3的CH₄/N₂吸附分离系数达到3.0,表面的含氧基团有利于提高复合材料的CH₄/N₂吸附分离性能。     

不同体系痕量磷检测及其在磷价态转化中的应用

为了准确检测三氯氢硅相似体系中痕量磷，提出了一种测定水溶液中和有机溶液中不同价态磷的紫外-可见光分光光度法，采用高纯水萃取分离有机溶剂中的磷，该方法可应用于正己烷溶液中PCl₃氧化效果的测定。此方法对水溶液中磷酸的检测范围为0.52~6.40 μmol/L，检测限为0.52 μmol/L，对水溶液中亚磷酸的检测范围为1.60~6.40 μmol/L，检测限为1.60 μmol/L；不同体积比下正己烷与水，萃取率与起始浓度的拟合曲线的调整决定系数Adj.R²在0.95以上；测定聚合物负载三氧化铬在固定床温度95℃下30 min对PCl₃的氧化率可达到26.5%。     

Adsorption of Cresols on Zinc-Aluminium Hydroxides – A Comparison with Zeolite-X

Liquid phase adsorption of m-cresol on Zn-Al hydroxide adsorbents with three different Zn/Al molar ratios was studied in different solvents and compared with commercial zeolite 13X. Among the three adsorbents, ZA-16 showed adsorption capacity similar to commercial zeolite 13X. Solvents used for the preparation of m-cresol solution were found to influence the adsorption capacity. The adsorption capacity was maximum for the solution of m-cresol in n-hexane. Conventional Langmuir and Freundlich adsorption isotherm equations were used to explain the adsorption behavior. The kinetics of m-cresol adsorption followed the first-order Lagergren kinetic model. p-Cresol/m-cresol separation factor was the highest when toluene was used as the organic medium.