甲烷/二氧化碳的吸附法分离

【摘要】： CO_2是燃料气和燃烧产物的主要成分,又是主要的温室气体,因此其净化问题受到举世瞩目。 本实验的主要目的是找到一种分离CH_4和CO_2的高效吸附剂。首先选择了高沸点的三乙醇胺(TEA),N-甲基二乙醇胺(MDEA)和二异丙醇胺(DIPA)三种涂渍液,用不同浓度的涂渍液对硅胶进行了处理,分别进行了CH_4/CO_2混合气的穿透和脱附再生实验研究,得到了它们在不同条件下的穿透曲线、脱附曲线以及分离因子、冲洗比等参数;另外,选择了两种沸石分子筛吸附剂,即13X型和Y型分子筛,分别对其进行了穿透和脱附再生实验研究,也得到了它们在不同条件下的穿透曲线、脱附曲线以及分离因子、冲洗比等参数。 对不同吸附剂的吸附与脱附性能进行了比较与分析:在三种涂渍液的涂渍浓度为75%时,分离因子最佳,分别为11.2、12.5和12.2,也就是说分离性能最好;在13X型和Y型分子筛作吸附剂时,分离因子分别为6.28和7.11。从用纯CH4冲洗脱附性能来看,效果均不理想。但真空脱附时,MDEA初始再生率超过80%,效果最好。而TEA和13X分子筛效果其次,达到70%。DIPA和Y型分子筛均只有50%左右。 所以,综合分离效果和脱附效果来看,涂渍75%TEA和MDEA的硅胶效果最好。 【关键词】：甲烷 二氧化碳 硅胶 分子筛 吸附分离 穿透曲线
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TQ028.15
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 前言8-9
• 第一章 文献综述9-25
• 1.1 CH_4/CO_2分离方法9-16
• 1.1.1 吸收分离法9-12
• 1.1.1.1 物理吸收法10
• 1.1.1.2 化学吸收法10-12
• 1.1.1.3 混合溶剂吸收法12
• 1.1.2 膜分离法12-14
• 1.1.2.1 气体分离膜法12-13
• 1.1.2.2 气体吸收膜法13-14
• 1.1.3 吸附法分离14-16
• 1.1.3.1 变压吸附分离法14-15
• 1.1.3.2 变温吸附分离法15-16
• 1.1.4 低温分离法16
• 1.2 吸附剂的分类16-23
• 1.2.1 活性炭17-19
• 1.2.1.1 粒状炭17
• 1.2.1.2 粉状碳17-18
• 1.2.1.3 活性碳纤维18
• 1.2.1.4 活性碳的吸附特性18-19
• 1.2.2 分子筛19-21
• 1.2.2.1 沸石分子筛19-20
• 1.2.2.2 碳分子筛20-21
• 1.2.3 硅胶21-22
• 1.2.4 活性氧化铝22-23
• 1.2.5 粘土矿23
• 1.3 吸附材料的改性23-25
• 第二章实验部分25-42
• 2.1 实验中涉及的概念25-27
• 2.1.1 分离因子25-26
• 2.1.2 再生成本系数26
• 2.1.3 再生度26-27
• 2.1.4 穿透曲线27
• 2.2 实验试剂和设备27-29
• 2.2.1 试剂27
• 2.2.2 设备27-29
• 2.2.2.1 吸附剂的预处理28
• 2.2.2.2 硅胶的预处理28-29
• 2.2.2.3 沸石分子筛的预处理29
• 2.2.2.4 吸附床的装填29
• 2.3 原料气的配制29-31
• 2.3.1 实验步骤30-31
• 2.3.2 配制实验用气体组成31
• 2.4 色谱分析31-33
• 2.4.1 实验原理31-32
• 2.4.2 色谱使用步骤32
• 2.4.3 色谱校正因子的计算32-33
• 2.5 床层自由体积的确定33-35
• 2.5.1 静态法实验装置33-34
• 2.5.2 吸附床自由体积的确定34-35
• 2.6 实验装置35-36
• 2.7 动态法实验方法的可靠性36-39
• 2.7.1 等温操作36-37
• 2.7.2 床层无压降37-38
• 2.7.3 活塞流38
• 2.7.4 稀释的混合气38-39
• 2.7.5 气固相浓度可以达到瞬间平衡39
• 2.8 实验操作流程39-42
• 2.8.1 穿透曲线的测定39-40
• 2.8.2 单塔穿透与脱附再生实验40-42
• 第三章 实验结果与讨论42-65
• 3.1 载液膜吸附剂42-57
• 3.1.1 分离因子测定43-50
• 3.1.1.1 三乙醇胺43-48
• 3.1.1.2 甲基二乙醇胺48-49
• 3.1.1.3 二异丙醇胺49-50
• 3.1.2 CH_4气冲洗脱附实验50-56
• 3.1.2.1 TEA 涂渍硅胶的脱附50-55
• 3.1.2.2 MDEA 和 DIPA 涂渍硅胶的脱附55-56
• 3.1.3 真空脱附56-57
• 3.2 沸石分子筛吸附剂57-63
• 3.2.1 分离因子测定58-60
• 3.2.1.1 13X 型分子筛58-59
• 3.2.1.2 Y 型分子筛59-60
• 3.2.2 CH4气冲洗脱附实验60-62
• 3.2.3 真空脱附实验62-63
• 3.3 吸附剂的比较63-65
• 第四章 结论与展望65-66
• 参考文献66-71
• 发表论文及参加科研情况说明71-72
• 致谢72

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CeO_2对CH_4-CO_2重整Ce-Rh／Al_2O_3催化剂抗积碳性能的影响    王锐;徐恒泳;李文钊;

气相色谱法测定液氧中二氧化碳    刘再华;赵征;

甲烷部分氧化制合成气Co/MgO/HZSM-5催化剂的研究    张诺伟;黄传敬;高晓晓;翁维正;万惠霖;

分子筛在纯化系统中的应用    张振友;

改性活性炭脱除二氧化碳中微量苯的研究    李玉雪;张永春;陈绍云;

二氧化碳中甲醇和乙醇在不同吸附剂上的竞争吸附    王晓峰;张永春;陈绍云;

制冷系统节能与环境保护的探讨——环境友好型制冷干燥剂的开发和应用    孙玉坤;金雷;张文赟;

F离子体系中ZSM-12分子筛的合成及其催化合成2,6-二甲基萘    吴伟;吴维果;李凌飞;杨杰;杨巍;

二氧化碳“变”甲烷    

“干水”可吸收存储二氧化碳    常丽君

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全省最大二氧化碳精制项目年内投产    记者 冉晓利

倒装烟囱 把二氧化碳深埋地底    本报首席记者 任荃

二氧化碳埋地下,也埋下隐患？    张钊

20年内,汽车改“吸”二氧化碳    首席记者 杨帆

万年桑拿    微软亚洲研究院副院长 张峥

一年少排12万吨二氧化碳    本报记者 陈继军

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低Ni载量六铝酸盐催化剂上甲烷和二氧化碳重整制合成气反应研究    张轲

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特超稠油油藏复合驱替机理研究    郭龙

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甲烷/二氧化碳吸附剂研究    李喜

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高比表面积活性碳材料分类二氧化碳：实验和分子模拟研究    王东辉

基于多孔介质的CO_2吸脱附特性的实验研究    胡林