開發(fā)和利用煤層氣資源對我國的能源結構改善、煤礦安全運行和環(huán)境保護具有重要意義,而其中CH4/N2混合氣的分離是開發(fā)和利用煤層氣資源的關鍵一步。吸附分離技術以其操作靈活、設備簡單、能耗低等優(yōu)點,成為煤層氣分離提純頗具發(fā)展前景的技術之一。本文實驗測定了吸附平衡,穿透曲線和變壓吸附,系統(tǒng)研究了蜂窩活性炭和顆�；钚蕴繉H4/N2體系的吸附分離過程。采用ASAP2020吸附儀器分別測定了 CH4和N2純組份在蜂窩活性炭和顆粒活性炭上的吸附等溫線,定量比較了 2種活性炭吸附劑的靜態(tài)吸附能力的差異,發(fā)現(xiàn)甲烷在2種活性炭上的吸附能力比氮氣的高。使用Sip、Toth、MSL(Multisite Langmuir)、DSL(Dualsite Langmuir)和Virial模型對吸附平衡數(shù)據(jù)進行擬合,結果與實驗數(shù)據(jù)基本一致。在自制的試驗裝置上對上述2種活性炭進行了單組份和雙組份的穿透試驗,分別考察了 CH4/He、CH4/N2、CH4/N2/He混合氣體在2種活性炭填充床內的穿透曲線和競爭吸附。通過改變進料濃度,吸附壓力等實驗條件,研究了不同條件對活性炭吸附分離性能的影響,綜合分析了 2種活性炭的動態(tài)吸...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究內容
第2章 文獻綜述
    2.1 CH₄/N₂分離方法概述
        2.1.1 深冷分離
        2.1.2 膜分離
        2.1.3 溶劑吸收
        2.1.4 合成水合物分離法
        2.1.5 吸附分離方法
        2.1.6 五種分離方法優(yōu)缺點比較
    2.2 吸附分離CH₄/N₂的研究進展
        2.2.1 吸附分離原理
        2.2.2 吸附分離材料研究進展
        2.2.3 吸附工藝研究進展
第3章 CH₄和N₂在蜂窩/顆�；钚蕴可系奈狡胶庋芯�
    引言
    3.1 氣體吸附平衡理論
    3.2 蜂窩/顆粒活性炭結構表征
        3.2.1 蜂窩活性炭
        3.2.2 顆�；钚蕴�
    3.3 吸附平衡測量儀器與測量步驟
        3.3.1 儀器與氣體
        3.3.2 測量步驟
    3.4 蜂窩活性炭CH₄和N₂吸附平衡等溫線實驗結果與擬合
        3.4.1 CH₄和N₂吸附平衡等溫線實驗結果
        3.4.2 CH₄和N₂吸附平衡等溫線擬合
        3.4.3 吸附熱與分離CH₄/N₂選擇性
        3.4.4 吸附平衡選擇性
    3.5 顆�；钚蕴緾H₄和N₂吸附平衡等溫線實驗結果與擬合
        3.5.1 CH₄和N₂吸附平衡等溫線實驗結果
        3.5.2 CH₄和N₂吸附平衡等溫線擬合
        3.5.3 吸附熱與吸附分離CH₄/N₂選擇性
    3.6 基于吸附平衡比較蜂窩活性炭與顆�；钚蕴糠蛛xCH₄/N₂性能
    3.7 本章小結
第4章 蜂窩/顆�；钚蕴刻畛浯参椒蛛xCH₄/N₂的研究
    引言
    4.1 蜂窩/顆�；钚蕴刻畛浯�
    4.2 固定床吸附解吸實驗裝置與實驗步驟
        4.2.1 實驗裝置
        4.2.2 實驗步驟
    4.3 蜂窩活性炭填充床動態(tài)吸附分離CH₄/N₂結果與討論
        4.3.1 CH₄在蜂窩活性炭固定床的穿透曲線
        4.3.2 CH₄和N₂固定床競爭吸附
        4.3.3 CH₄、N₂和He固定床競爭吸附
    4.4 顆�；钚蕴刻畛浯矂討B(tài)吸附分離CH₄/N₂結果與討論
        4.4.1 CH₄在蜂窩活性炭固定床的穿透曲線
        4.4.2 CH₄和N₂固定床競爭吸附
        4.4.3 CH₄、N₂和He固定床競爭吸附
    4.5 基于動態(tài)吸附分離比較蜂窩活性炭與顆�；钚蕴糠蛛xCH₄/N₂性能
    4.6 本章小結
第5章 蜂窩/顆粒活性炭填充床循環(huán)吸附/解吸分離CH₄/N₂的研究
    引言
    5.1 蜂窩/顆�；钚蕴刻畛浯�
    5.2 單柱循環(huán)吸附解吸實驗裝置與實驗步驟
        5.2.1 實驗裝置
        5.2.2 實驗步驟
    5.3 蜂窩活性炭填充床循環(huán)吸附解吸CH₄/N₂實驗結果與討論
        5.3.1 進料甲烷濃度對產(chǎn)品氣甲烷濃度及甲烷回收率的影響
        5.3.2 進料流速對產(chǎn)品氣甲烷濃度及甲烷回收率影響
        5.3.3 吸附壓力對產(chǎn)品氣甲烷濃度及甲烷回收率影響
        5.3.4 吸附溫度對產(chǎn)品氣甲烷濃度及甲烷回收率影響
        5.3.5 吸附時間對產(chǎn)品氣甲烷濃度及甲烷回收率影響
        5.3.6 升壓氣體對產(chǎn)品氣甲烷濃度及甲烷回收率影響
    5.4 顆粒活性炭填充床循環(huán)吸附解吸CH₄/N₂實驗結果與討論
        5.4.1 進料濃度對產(chǎn)品氣甲烷濃度及甲烷回收率影響
        5.4.2 進料流速對產(chǎn)品氣甲烷濃度及甲烷回收率影響
        5.4.3 吸附壓力對產(chǎn)品氣甲烷濃度及甲烷回收率影響
        5.4.4 吸附時間對產(chǎn)品氣甲烷濃度及甲烷回收率影響
        5.4.5 吸附溫度對產(chǎn)品氣甲烷濃度及甲烷回收率影響
        5.4.6 升壓氣體對產(chǎn)品氣甲烷濃度及甲烷回收率影響
    5.5 本章小結
第6章 結論與建議
    6.1 主要結論
    6.2 存在不足與展望
參考文獻
致謝



本文編號：3995110