煤層氣（瓦斯）是一種具有極大經(jīng)濟價值的清潔能源,我國煤層氣地質資源量排名世界前三,具有現(xiàn)實可開發(fā)價值的煤層氣地質資源量達到4萬億立方米。但是瓦斯在抽采過程中會混入大量空氣,從而變?yōu)榇罅侩y以直接利用的低濃度瓦斯。這些低濃度瓦斯必須要經(jīng)過分離和提純后才能達到運輸和使用要求。低濃度瓦斯中含有大量的氮氣,氮氣性質與甲烷性質相近,因此,低濃度瓦斯的脫氮技術是制約其規(guī)�；玫年P鍵因素。變壓吸附技術由于裝置可靠性高、操作靈活、能耗小、經(jīng)濟成本低等優(yōu)點,在煤層甲烷分離濃縮方面具有很好的可行性。本論文以活性炭（AC）作為主要研究對象,通過實驗研究了活性炭吸附劑對CH₄/N₂的穿透特性和選擇吸附性能,并考察了其對于低濃度瓦斯混合氣的模擬單柱變壓吸附性能,在此基礎上提出了不同濃度瓦斯的最佳分離提純條件,并篩選出適合工業(yè)化的活性炭吸附劑。選取一系列具有不同碘值的煤基活性炭,對其進行結構表征和穿透性能測試。結果表明:AC-1000的微觀結構較好,比表面積可達1234 m²/g,其具有最豐富的孔隙,且表面光滑。同時,結合比表面積、平均孔徑、總孔容... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

變壓吸附法的工作流程

1緒論71.3.2.2表面氧化改性表面氧化改性指活性炭材料在特定條件下被氧化劑氧化從而增加其表面含氧酸性官能團的數(shù)量[46]和表面孔的數(shù)量從而提高其吸附選擇性能。一般的改性方法通常是將活性炭材料浸泡在特定濃度的強酸溶液中從而完成活性炭材料的炭化1.3.2.3負載金屬改性負載金屬改性在特定溫度條件下將金屬離子還原至低階金屬離子或者單質[47]。該方法可以豐富活性炭表面的官能團數(shù)量，從而增強負載金屬改性活性炭對大部分物質的吸附性能。1.3.3活性炭的應用在當今人類的生活中，活性炭的應用非常廣泛而普及。在國防軍事、環(huán)境保護、電力電子、能源化工、食品衛(wèi)生與安全、航空航天等絕大部分輕重工業(yè)領域都有活性炭應用的示例。目前，活性炭的應用方向主要包括氣體分離提純、空氣分離富氧、氫氣/甲烷的儲存、凈化室內空氣以及吸附凈化有機廢氣等。因此，活性炭的應用具有十分廣闊的前景和市場[48]。1.4主要吸附理論（MajorAdsorptionTheory）吸附等溫線（Adsorptionisotherm），是指在一定的溫度條件下，吸附質分子在兩相界面上進行吸附過程達到平衡時它們在兩相中濃度之間的關系曲線。對于吸附劑而言，吸附線等溫線可以大致評價其吸附能力的強弱。圖1-2為吸附等溫線的類型，左圖為Ⅰ型等溫線，吸附曲線表現(xiàn)為Ⅰ型等溫線的吸附劑含有大量的微孔；右圖為Ⅳ型等溫線，吸附曲線對應該類型等溫線的吸附劑則含有一定數(shù)量的介孔，當壓力升高時，若有拖尾現(xiàn)象發(fā)生，則說明吸附劑材料還含有一定數(shù)量的大孔[49]。圖1-2吸附等溫線的分類Figure1-2Classificationofadsorptionisothermalline吸附模型是通過對實驗數(shù)據(jù)進行數(shù)學擬合得到一系列相關吸附選擇參數(shù)來

研究路線

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本文編號：3620287