蜂窝/颗粒活性炭吸附分离CH 4 /N 2 过程研究
发布时间：2024-06-16 07:53
开发和利用煤层气资源对我国的能源结构改善、煤矿安全运行和环境保护具有重要意义,而其中CH4/N2混合气的分离是开发和利用煤层气资源的关键一步。吸附分离技术以其操作灵活、设备简单、能耗低等优点,成为煤层气分离提纯颇具发展前景的技术之一。本文实验测定了吸附平衡,穿透曲线和变压吸附,系统研究了蜂窝活性炭和颗粒活性炭对CH4/N2体系的吸附分离过程。采用ASAP2020吸附仪器分别测定了 CH4和N2纯组份在蜂窝活性炭和颗粒活性炭上的吸附等温线,定量比较了 2种活性炭吸附剂的静态吸附能力的差异,发现甲烷在2种活性炭上的吸附能力比氮气的高。使用Sip、Toth、MSL(Multisite Langmuir)、DSL(Dualsite Langmuir)和Virial模型对吸附平衡数据进行拟合,结果与实验数据基本一致。在自制的试验装置上对上述2种活性炭进行了单组份和双组份的穿透试验,分别考察了 CH4/He、CH4/N2、CH4/N2/He混合气体在2种活性炭填充床内的穿透曲线和竞争吸附。通过改变进料浓度,吸附压力等实验条件,研究了不同条件对活性炭吸附分离性能的影响,综合分析了 2种活性炭的动态吸...
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究内容
第2章 文献综述
2.1 CH4/N2分离方法概述
2.1.1 深冷分离
2.1.2 膜分离
2.1.3 溶剂吸收
2.1.4 合成水合物分离法
2.1.5 吸附分离方法
2.1.6 五种分离方法优缺点比较
2.2 吸附分离CH4/N2的研究进展
2.2.1 吸附分离原理
2.2.2 吸附分离材料研究进展
2.2.3 吸附工艺研究进展
第3章 CH4和N2在蜂窝/颗粒活性炭上的吸附平衡研究
引言
3.1 气体吸附平衡理论
3.2 蜂窝/颗粒活性炭结构表征
3.2.1 蜂窝活性炭
3.2.2 颗粒活性炭
3.3 吸附平衡测量仪器与测量步骤
3.3.1 仪器与气体
3.3.2 测量步骤
3.4 蜂窝活性炭CH4和N2吸附平衡等温线实验结果与拟合
3.4.1 CH4和N2吸附平衡等温线实验结果
3.4.2 CH4和N2吸附平衡等温线拟合
3.4.3 吸附热与分离CH4/N2选择性
3.4.4 吸附平衡选择性
3.5 颗粒活性炭CH4和N2吸附平衡等温线实验结果与拟合
3.5.1 CH4和N2吸附平衡等温线实验结果
3.5.2 CH4和N2吸附平衡等温线拟合
3.5.3 吸附热与吸附分离CH4/N2选择性
3.6 基于吸附平衡比较蜂窝活性炭与颗粒活性炭分离CH4/N2性能
3.7 本章小结
第4章 蜂窝/颗粒活性炭填充床吸附分离CH4/N2的研究
引言
4.1 蜂窝/颗粒活性炭填充床
4.2 固定床吸附解吸实验装置与实验步骤
4.2.1 实验装置
4.2.2 实验步骤
4.3 蜂窝活性炭填充床动态吸附分离CH4/N2结果与讨论
4.3.1 CH4在蜂窝活性炭固定床的穿透曲线
4.3.2 CH4和N2固定床竞争吸附
4.3.3 CH4、N2和He固定床竞争吸附
4.4 颗粒活性炭填充床动态吸附分离CH4/N2结果与讨论
4.4.1 CH4在蜂窝活性炭固定床的穿透曲线
4.4.2 CH4和N2固定床竞争吸附
4.4.3 CH4、N2和He固定床竞争吸附
4.5 基于动态吸附分离比较蜂窝活性炭与颗粒活性炭分离CH4/N2性能
4.6 本章小结
第5章 蜂窝/颗粒活性炭填充床循环吸附/解吸分离CH4/N2的研究
引言
5.1 蜂窝/颗粒活性炭填充床
5.2 单柱循环吸附解吸实验装置与实验步骤
5.2.1 实验装置
5.2.2 实验步骤
5.3 蜂窝活性炭填充床循环吸附解吸CH4/N2实验结果与讨论
5.3.1 进料甲烷浓度对产品气甲烷浓度及甲烷回收率的影响
5.3.2 进料流速对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.3.3 吸附压力对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.3.4 吸附温度对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.3.5 吸附时间对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.3.6 升压气体对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.4 颗粒活性炭填充床循环吸附解吸CH4/N2实验结果与讨论
5.4.1 进料浓度对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.4.2 进料流速对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.4.3 吸附压力对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.4.4 吸附时间对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.4.5 吸附温度对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.4.6 升压气体对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.5 本章小结
第6章 结论与建议
6.1 主要结论
6.2 存在不足与展望
参考文献
致谢
本文编号：3995110
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究内容
第2章 文献综述
2.1 CH4/N2分离方法概述
2.1.1 深冷分离
2.1.2 膜分离
2.1.3 溶剂吸收
2.1.4 合成水合物分离法
2.1.5 吸附分离方法
2.1.6 五种分离方法优缺点比较
2.2 吸附分离CH4/N2的研究进展
2.2.1 吸附分离原理
2.2.2 吸附分离材料研究进展
2.2.3 吸附工艺研究进展
第3章 CH4和N2在蜂窝/颗粒活性炭上的吸附平衡研究
引言
3.1 气体吸附平衡理论
3.2 蜂窝/颗粒活性炭结构表征
3.2.1 蜂窝活性炭
3.2.2 颗粒活性炭
3.3 吸附平衡测量仪器与测量步骤
3.3.1 仪器与气体
3.3.2 测量步骤
3.4 蜂窝活性炭CH4和N2吸附平衡等温线实验结果与拟合
3.4.1 CH4和N2吸附平衡等温线实验结果
3.4.2 CH4和N2吸附平衡等温线拟合
3.4.3 吸附热与分离CH4/N2选择性
3.4.4 吸附平衡选择性
3.5 颗粒活性炭CH4和N2吸附平衡等温线实验结果与拟合
3.5.1 CH4和N2吸附平衡等温线实验结果
3.5.2 CH4和N2吸附平衡等温线拟合
3.5.3 吸附热与吸附分离CH4/N2选择性
3.6 基于吸附平衡比较蜂窝活性炭与颗粒活性炭分离CH4/N2性能
3.7 本章小结
第4章 蜂窝/颗粒活性炭填充床吸附分离CH4/N2的研究
引言
4.1 蜂窝/颗粒活性炭填充床
4.2 固定床吸附解吸实验装置与实验步骤
4.2.1 实验装置
4.2.2 实验步骤
4.3 蜂窝活性炭填充床动态吸附分离CH4/N2结果与讨论
4.3.1 CH4在蜂窝活性炭固定床的穿透曲线
4.3.2 CH4和N2固定床竞争吸附
4.3.3 CH4、N2和He固定床竞争吸附
4.4 颗粒活性炭填充床动态吸附分离CH4/N2结果与讨论
4.4.1 CH4在蜂窝活性炭固定床的穿透曲线
4.4.2 CH4和N2固定床竞争吸附
4.4.3 CH4、N2和He固定床竞争吸附
4.5 基于动态吸附分离比较蜂窝活性炭与颗粒活性炭分离CH4/N2性能
4.6 本章小结
第5章 蜂窝/颗粒活性炭填充床循环吸附/解吸分离CH4/N2的研究
引言
5.1 蜂窝/颗粒活性炭填充床
5.2 单柱循环吸附解吸实验装置与实验步骤
5.2.1 实验装置
5.2.2 实验步骤
5.3 蜂窝活性炭填充床循环吸附解吸CH4/N2实验结果与讨论
5.3.1 进料甲烷浓度对产品气甲烷浓度及甲烷回收率的影响
5.3.2 进料流速对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.3.3 吸附压力对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.3.4 吸附温度对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.3.5 吸附时间对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.3.6 升压气体对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.4 颗粒活性炭填充床循环吸附解吸CH4/N2实验结果与讨论
5.4.1 进料浓度对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.4.2 进料流速对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.4.3 吸附压力对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.4.4 吸附时间对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.4.5 吸附温度对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.4.6 升压气体对产品气甲烷浓度及甲烷回收率影响
5.5 本章小结
第6章 结论与建议
6.1 主要结论
6.2 存在不足与展望
参考文献
致谢
本文编号：3995110
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