甲烷/二氧化碳的吸附法分离

摘要

CO2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CH<,4>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.

目录

文摘

英文文摘

前言

独创性声明及学位论文版权使用授权书

第一章文献综述

1.1 CH4/CO2的分离方法

1.1.1吸收分离法

1.1.2膜分离法

1.1.3吸附法分离

1.1.4低温分离法

1.2吸附剂的分类

1.2.1活性炭

1.2.2分子筛

1.2.3硅胶

1.2.4活性氧化铝

1.2.5粘土矿

1.3吸附材料的改性

第二章实验部分

2.1实验中涉及的概念

2.1.1分离因子

2.1.2再生成本系数

2.1.3再生度

2.1.4穿透曲线

2.2实验试剂和设备

2.2.1试剂

2.2.2设备

2.2吸附剂的预处理

2.2.1硅胶的预处理

2.2.2沸石分子筛的预处理

2.2.3吸附床的装填

2.3原料气的配制

2.3.1实验步骤

2.3.2配制实验用气体组成

2.4色谱分析

2.4.1实验原理

2.4.2色谱使用步骤

2.4.3色谱校正因子的计算

2.5床层自由体积的确定

2.5.1静态法实验装置

2.5.2吸附床自由体积的确定

2.6实验装置

2.7动态法实验方法的可靠性

2.7.1等温操作

2.7.2床层无压降

2.7.3活塞流

2.7.4稀释的混合气体

2.7.5气固相浓度可达到瞬间平衡

2.8实验操作流程

2.8.1穿透曲线的测定

2.8.2单塔穿透与脱附再生实验

第三章实验结果与讨论

3.1载液膜吸附剂

3.1.1分离因子测定

3.1.2 CH4气冲洗脱附实验

3.1.3真空脱附

3.2沸石分子筛吸附剂

3.2.1分离因子测定

3.2.2 CH4气冲洗脱附实验

3.2.3真空脱附实验

3.3吸附剂的比较

第四章结论与展望

参考文献

发表论文及参加科研情况说明

致谢