辜敏
,
刘克万
,
鲜学福
,
冯砚艳
材料科学与工艺
为高效利用矿井煤层气,以重庆无烟煤为原料,采用简单的空气预氧化-碳化工艺制备了变压吸附（PSA）分离CH4和N2混合气体（CH4/N2）所用的颗粒活性炭（GAC）吸附剂,采用穿透和PSA实验研究了制备工艺条件对GAC分离CH4/N2的效果及其影响,利用低温液氮吸附和透射电镜（TEM）方法对GAC进行孔结构表征,利用傅立叶红外（FTIR）方法进行表面性质的表征.结果表明：在适宜条件范围制备的GAC对低浓度CH4的CH4/N2分离效果较好;采用单循环五步PSA过程可使CH4的体积分数较原料气提高20%～30%;制备的GAC孔结构以微孔为主,对CH4/N2的选择性高的有效孔径占较大比例,其表面形成的含氧官能团有利于CH4/N2分离.
关键词:
颗粒活性炭
,
无烟煤
,
CH4/N2
,
分离
,
CH4
,
变压吸附
刘立恒
,
辜敏
,
冯砚艳
功能材料
以褐煤为原料,可溶淀粉作粘结剂,采用不同工艺制备PSA分离CH4/N2用颗粒活性炭,探讨了制备工艺及粘结剂添加比例、升温速率和活化水用量对样品分离性能的影响.结果表明,对原料碳化/水洗脱灰、添加碱式碳酸镁可以提高样品的分离性能;原料碱洗脱灰、预氧化及添加KOH不利于PSA分离CH4/N2用颗粒活性炭的制备;当碳化温度和活化温度一定时,制备PSA分离CH4/N2用GAC的最佳粘结剂添加比例、升温速率和活化水用量分别为0.15～0.2、5℃/min和1.9～0.2mL/min;优化工艺制备的GAC浓缩效果可达28.2%,优于商业活性炭和烟煤基活性炭.
关键词:
褐煤
,
颗粒活性炭
,
制备工艺
,
变压吸附
,
CH4/N2
刘立恒
,
辜敏
,
鲜学福
,
喻江涛
材料研究学报
以褐煤为原料,分别采用煤焦油、可溶淀粉和聚丙烯酰胺(PAM)作粘结剂,制备了用于变压吸附(PSA)分离CH4和N2混合气体(CH4/N2)的三种颗粒活性炭GAC-C、GAC-T和GAC-P,对样品的表面官能团和孔结构进行表征,研究了粘结剂对活性炭PSA分离CH4/N2性能的影响.结果表明:粘结剂的种类和用量对样品分离效果影响较大,GAC-T的PSA分离CH4/N2的性能最好.粘结剂用量(粘结剂与煤粉的质量比)为0.15-0.20时,GAC-T可将CH4浓缩28％左右；GAC-C、GAC-T和GAC-P表面含氧官能团含量的关系排序为GAC-T＞GAC-C＞GAC-P,而三者的孔结构范围则为10-30 nm、2-10 nm和0.4-2 nm,相差较大；样品碱性表面含氧官能团的含量越高越有利于CH4/N2的PSA分离；CH4/N2分离效果受微孔的影响较大,0.4-0.7 nm的微孔是造成GAC-C、GAC-T和GAC-P分离效果差异的主要因素.
关键词:
无机非金属材料
,
颗粒活性炭
,
变压吸附
,
CH4/N2
,
孔结构
刘立恒辜敏鲜学福喻江涛
材料研究学报
以褐煤为原料, 分别采用煤焦油、可溶淀粉和聚丙烯酰胺(PAM)作粘结剂, 制备了用于变压吸附(PSA)分离CH4和N2混合气体(CH4/N2)的三种颗粒活性炭GAC--C、
GAC--T和GAC--P, 对样品的表面官能团和孔结构进行表征, 研究了粘结剂对活性炭PSA分离CH4/N2性能的影响。结果表明: 粘结剂的种类和用量对样品分离效果影响较大, GAC--T的PSA分离CH4/N$_{2}$的性能最好。粘结剂用量(粘结剂与煤粉的质量比)为0.15--0.20时, GAC--T可将CH4浓缩28\%左右; GAC--C、GAC--T和GAC--P表面含氧官能团含量的关系排序为GAC--T>GAC--C>GAC--P, 而三者的孔结构范围则为10--30 nm、2--10 nm和0.4--2 nm, 相差较大; 样品碱性表面含氧官能团的含量越高越有利于CH4/N2的PSA分离; CH4/N$_{2}$分离效果受微孔的影响较大, 0.4--0.7 nm的微孔是造成GAC--C、GAC--T和GAC--P分离效果差异的主要因素。
关键词:
无机非金属材料
,
granular activated carbon
,
pressure swing adsorption
,
CH4/N2
,
pore structure
