發(fā)布時間：2023-10-06 11:18

　　貴州省煤層氣中低于30%的低濃度煤層氣儲量很大,總量位居全國第二。基于常壓吸附真空脫附的真空變壓吸附分離技術(shù)(VPSA)更適用于貴州低濃度煤層氣CH₄的分離富集,吸附劑是該技術(shù)的關(guān)鍵�；钚蕴坑捎诰哂斜缺砻娣e高、價格低廉、循環(huán)使用等優(yōu)點被用作吸附劑,但是也存在諸多缺點,如中孔和大孔突出、超微孔少和酸性含量高等,這導(dǎo)致了其分離CH₄差。為提高貴州低濃度煤層氣CH₄的濃度,具有較高比表面積、微孔孔徑集中分布在小于1nm內(nèi)的吸附劑亟須成功研發(fā)。針對該問題,本文從低濃度煤層氣CH₄分離富集機理入手,借助N₂吸附/脫附等溫線、FTIR和Boehm滴定等表征手段,分析了吸附劑的比表面積,微孔結(jié)構(gòu)、表面酸堿性質(zhì),同時在金屬離子改性上也進(jìn)行了分析,探究不同方法對微孔炭分離富集低濃度煤層氣CH₄性能的關(guān)系,得到了最佳的制備方案。具體研究內(nèi)容如下:研究葡萄籽基微孔炭(GAC_K-X)對低濃度煤層氣CH₄分離富集性能的影響,討論活化時間、...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 低濃度煤層氣資源、利用現(xiàn)狀及其利用意義
        1.1.1 低濃度煤層氣資源
        1.1.2 低濃度煤層氣抽采和利用現(xiàn)狀
        1.1.3 低濃度煤層氣開發(fā)利用的意義
    1.2 低濃度煤層氣CH₄的分離富集
    1.3 低濃度煤層氣分離富集方法
        1.3.1 膜分離法
        1.3.2 深冷分離法
        1.3.3 水合物法
        1.3.4 吸附分離法
    1.4 PSA分離吸附劑
        1.4.1 沸石分子篩
        1.4.2 金屬有機骨架材料(MOFs)
        1.4.3 炭材料
    1.5 炭材料活化法成孔機理
        1.5.1 氣體活化法
        1.5.2 化學(xué)活化法
    1.6 炭材料改性機理
        1.6.1 氧化還原改性機理
        1.6.2 負(fù)載雜原子改性機理
        1.6.3 負(fù)載金屬離子改性機理
    1.7 炭材料中微孔炭作為低濃度煤層氣分離富集CH₄的優(yōu)勢
    1.8 論文研究思路
    1.9 論文研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料及儀器
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 微孔炭的制備
        2.2.1 葡萄籽基微孔炭的預(yù)處理
        2.2.2 聚偏二氯乙烯基微孔炭的預(yù)處理
        2.2.3 聚偏二氯乙烯基微孔炭的金屬離子改性處理
    2.3 微孔炭的表征
        2.3.1 比表面積及孔結(jié)構(gòu)分析
        2.3.2 傅里葉紅外光譜分析
        2.3.3 Boehm滴定分析
    2.4 微孔炭對低濃度煤層氣中CH₄的分離富集實驗
第三章 葡萄籽基微孔炭(GAC)的制備及其分離富集煤層氣CH₄性能的研究
    3.1 引言
    3.2 葡萄籽直接炭化對低濃度煤層氣CH₄吸附性能的影響
    3.3 KOH活化條件對葡萄籽基微孔炭吸附性能的影響
        3.3.1 升溫速率的影響
        3.3.2 活化時間的影響
    3.4 堿炭比對葡萄籽基微孔炭吸附性能的影響
        3.4.1 GAC_K-X微孔炭的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析
        3.4.2 GAC_K-X微孔炭的FITR分析
        3.4.3 GAC_K-X微孔炭的Boehm滴定分析
        3.4.4 GAC_K-X微孔炭對低濃度煤層氣CH₄吸附性能的影響
        3.4.5 GAC_K-X微孔炭用于低濃度煤層氣CH₄吸附分離的穩(wěn)定性研究
    3.5 本章小結(jié)
第四章 聚偏二氯乙烯基微孔炭(PAC)的制備及其分離富集煤層氣CH₄性能的研究
    4.1 引言
    4.2 熱解溫度對聚偏二氯乙烯基微孔炭吸附性能的影響
        4.2.1 PAC-T微孔炭的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析
        4.2.2 PAC-T微孔炭的FITR分析
        4.2.3 PAC-T微孔炭的Boehm滴定分析
        4.2.4 PAC-T微孔炭對低濃度煤層氣CH₄吸附性能的影響
        4.2.5 PAC-T微孔炭用于低濃度煤層氣CH₄吸附的穩(wěn)定性研究
    4.3 KOH活化條件對聚偏二氯乙烯基微孔炭吸附性能的影響
        4.3.1 升溫速率的影響
        4.3.2 活化時間的影響
    4.4 堿炭比對聚偏二氯乙烯基微孔炭吸附性能的影響
        4.4.1 PAC^K-X微孔炭的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析
        4.4.2 PAC^K-X微孔炭的FITR分析
        4.4.3 PAC^K-X微孔炭的Boehm滴定分析
        4.4.4 PAC^K-X微孔炭對低濃度煤層氣CH₄吸附性能的影響
        4.4.5 PAC^K-X微孔炭用于低濃度煤層氣CH₄吸附的穩(wěn)定性研究
    4.5 本章小結(jié)
第五章 NI改性PAC_K微孔炭及其分離富集煤層氣CH₄性能的研究
    5.1 引言
    5.2 改性PACK微孔炭的表征分析
        5.2.1 改性PAC_K微孔炭的比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析
        5.2.2 改性PAC_K微孔炭的FITR分析
        5.2.3 改性PAC_K微孔炭的Boehm滴定分析
    5.3 改性條件對PAC_K微孔炭吸附性能的影響
        5.3.1 Ni(Ⅱ)離子改性PAC_K微孔炭及分離富集煤層氣CH₄性能的影響
        5.3.2 活化溫度對PAC_K微孔炭及分離富集煤層氣CH₄性能的影響
        5.3.3 改性PAC_K微孔炭用于低濃度煤層氣CH₄吸附的穩(wěn)定性研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 引言
    6.2 主要結(jié)論
    6.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3851752