本文關鍵詞：煤礦低濃瓦斯PSA濃縮的靜電導體型碳分子篩的制備，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：碳分子篩是由無定形碳與結晶碳組成的,廣義上為一類非極性碳素吸附材質,狹義上具有均一孔徑的活性炭。它在工業(yè)廢水廢氣處理、食品衛(wèi)生、醫(yī)療制藥和環(huán)護等方面有了普遍的運用。而研究使用PSA法濃縮提純低濃度的煤礦瓦斯的核心是制備孔徑均一,孔容大,高比表面積的碳分子篩。 本文主要研究了兩類碳分子篩,第一種碳分子篩是以褐煤為原料,經過炭化、活化等工藝制備碳分子篩,另外著重研究了在此路線下的碳分子篩的最優(yōu)實驗條件,最后使用比表面積測試、電子顯微鏡等對最優(yōu)條件下制得的碳分子篩進行檢測。成果如下： a.實驗考察褐煤制備的碳分子篩的最優(yōu)工藝如下：一次炭化時間為110min,一次炭化溫度為700℃,N2流速為120ml·min-1,原料粒徑是120目,二次炭化溫度是750℃,二次炭化時間是4h,活化濃度是30%,碳沉積時間及溫度分別是3.5h和800℃。 b.從碳分子篩的孔徑分布和吸附-脫附等溫線可以看出碳分子篩內部主要由微孔組成,平均孔徑約為2.8nm。電阻值均小于106Ω,可見本實驗制備的碳分子篩具有靜電導電的性能。 另一種是采用活化、碳沉積對廠家提供的碳分子篩前驅體進行孔結構修飾,并將調孔前后碳分子篩各指標進行比較,可以得出經活化后的碳分子篩比表面積和孔容都有明顯的增大,增幅在48.4%～122.8%。經過氣相沉積后的碳分子篩孔徑變得均一,濃縮甲烷的濃度得到提升。還對進一步得出了調孔的最優(yōu)制備條件：活化的最佳溫度是770℃,碳沉積的最佳濃度是3%。
【關鍵詞】：碳分子篩 孔隙結構 變壓吸附 低濃度瓦斯
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ424.2;TD712
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 引言14-16
• 1 文獻綜述16-28
• 1.1 碳分子篩概述16
• 1.2 碳分子篩孔隙結構及其吸附機理16-17
• 1.3 碳分子篩的應用17-18
• 1.3.1 碳分子篩在氣體分離與提純中的應用17-18
• 1.3.2 碳分子篩在催化領域的應用18
• 1.3.3 碳分子篩在氣體存儲方面的應用18
• 1.4 碳分子篩的制備18-20
• 1.4.1 碳分子篩的成型18-19
• 1.4.2 碳分子篩制孔和調孔的方法19-20
• 1.5 煤礦低瓦斯氣的濃縮提純20-22
• 1.5.1 煤礦低濃瓦斯簡介20-21
• 1.5.2 煤層氣濃縮提純的意義21-22
• 1.6 低濃瓦斯中CH_4/N_2分離技術概況22-25
• 1.6.1 低溫精餾分離技術22-23
• 1.6.2 膜分離技術23
• 1.6.3 合成水合物分離技術23-24
• 1.6.4 溶劑法分離技術24
• 1.6.5 變壓吸附(PSA)分離技術24-25
• 1.6.6 幾種低濃瓦斯中CH_4濃縮技術比較25
• 1.7 PSA濃縮低濃瓦斯吸附劑研究概況25-26
• 1.7.1 沸石分子篩25
• 1.7.2 活性炭25-26
• 1.7.3 碳分子篩26
• 1.8 論文選題與構想26-28
• 1.8.1 研究意義26-27
• 1.8.2 研究構想27-28
• 2 實驗部分28-36
• 2.1 實驗原料和儀器28-29
• 2.1.1 原料與試劑28
• 2.1.2 儀器和設備28-29
• 2.2 碳分子篩的制備29-31
• 2.3 變壓吸附濃縮低濃度瓦斯31-33
• 2.3.1 變壓吸附過程31-33
• 2.3.2 碳分子篩吸附過程33
• 2.4 碳分子篩微觀結構表征及性能測試33-36
• 2.4.1 碳分子篩的孔隙結構表征33
• 2.4.2 碳分子篩的吸附性能測試33
• 2.4.3 碳分子篩的靜電導電性能測試33-36
• 3 煤基碳分子篩制備工藝研究36-54
• 3.1 碳分子篩孔隙結構的形成影響因素36-45
• 3.1.1 一次炭化溫度的影響36-37
• 3.1.2 一次炭化時間的影響37-39
• 3.1.3 N_2保護氣流速的影響39-40
• 3.1.4 原料粒徑的影響40-41
• 3.1.5 二次炭化時間的影響41-43
• 3.1.6 二次炭化溫度的影響43-44
• 3.1.7 活化劑濃度的影響44-45
• 3.2 氣相沉積調節(jié)碳分子篩孔結構的影響因素45-48
• 3.2.1 氣相沉積溫度的影響45-47
• 3.2.2 氣相沉積時間的影響47-48
• 3.3 碳分子篩評價48-53
• 3.3.1 吸附-脫附等溫線48-49
• 3.3.2 孔徑分布圖49-50
• 3.3.3 靜態(tài)平衡吸附量測試50-51
• 3.3.4 靜電導電性能測試51-53
• 3.4 本章小結53-54
• 4 活化、氣相沉積修飾濃縮低濃瓦斯碳分子篩的孔結構54-62
• 4.1 調節(jié)前碳分子篩分析54-55
• 4.1.1 碳分子篩的孔結構參數(shù)分析54
• 4.1.2 碳分子篩的吸附分離性能分析54-55
• 4.2 活化調節(jié)碳分子篩孔徑55-58
• 4.2.1 活化后碳分子篩的性能改變55-56
• 4.2.2 活化溫度與碳分子篩性能的關系56-58
• 4.3 氣相碳沉積調節(jié)碳分子篩孔徑58-60
• 4.3.1 氣相碳沉積后碳分子篩性能變化58-59
• 4.3.2 氣相碳沉積濃度與碳分子篩性能關系59-60
• 4.4 孔結構修飾前后碳分子篩孔徑分布60-61
• 4.5 本章小結61-62
• 5 結論62-64
• 參考文獻64-70
• 致謝70-72
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果72

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：煤礦低濃瓦斯PSA濃縮的靜電導體型碳分子篩的制備，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：330236