N_2性能的影响.pdfVIP

助 财 斟 2011年第4期(42)卷 制备工艺对褐煤基颗粒活性炭 PSA分离 CH4／N2性能的影响 刘立恒 ，辜 敏 ，冯砚艳 (重庆大学 资源及环境科学学院，复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室 ，重庆 400030) 摘 要 ： 以褐煤为原料 ，可溶淀粉作粘结剂，采用不 均可用于GAC的制备，主要有 ：煤炭、石油焦、果壳、高 同工艺制备 PSA 分 离CH ／N 用颗粒活性炭 ，探讨 了 分子有机物等 ]。煤炭 由于来源广泛 ，价格低廉 ，制 制备工艺及粘结剂添加 比例 、升温速率和活化水用量 备工艺相对简单，而成为 GAC制备最主要的原料 ，本 对样品分离性能的影响。结果表 明，对原料碳化 ／水洗 研究将以褐煤为原料进行 GAC的制备。煤基活性炭 脱灰、添加碱式碳酸镁可 以提高样品的分 离性能；原料 的制备方法主要有物理活化法 、化学活化法和物理化 碱洗脱 灰 、预 氧化 及 添加 KoH 不 利 于 PSA 分 离 学复合 活化 法l6]，常用 的活化 剂 有 KOH、NaOH、 CH ／N。用颗粒 活性炭 的制备 ；当碳化 温度和活化 温 H。PO 、CO：、水蒸气等 ]。虽然用于制备 GAC的粘 度一定时，制备 PSA分 离 CH ／N 用 GAC的最佳粘 结剂有很多 ，但作者在前期实验中，发现可溶淀粉制备 结剂添加 比例 、升温速率和活化水用量分别为 0．15～ 出的GAC对 CH ／N 的分离效果好于煤焦油、PAM 0．2、5℃／min和 1．9～0．2mL／min；优化 工艺制备 的 等粘结剂制备出的GAC，在本研究中采用可溶淀粉作 GAC浓缩效果可达 28．2 ，优 于商业活性炭和烟煤基 粘结剂。 活性炭 。 随着对活性炭应用研究的不断深入 ，除了上述传 关键词 ： 褐煤 ；颗粒 活性炭 ；制 备工艺 ；变压 吸附； 统领域外，近年来活性炭已广泛用于双层 电容器的制 CH ／N2 备 、气体燃料 的吸附存储 以及分离[4 等领域。 中图分类号： TQ536．1 文献标识码 ：A 本研究将探讨颗粒活性炭 吸附分离 CH ／Nz(煤层气 文章编号 ：1001—9731(2011)040650—05 主要成分)的性能 ，而活性炭实现 CH ／N 吸附分离主 要是通过微孔实现的。综上所述，本研究 以褐煤为原 l 引 言 料，可溶淀粉为粘结剂采用不同工艺制备颗粒活性炭 ， 活性炭是一种具有发达孔隙结构 、巨大比表面积 探讨制备工艺及工艺参数对颗粒活性炭 PSA 分离 和优 良吸附性能的含碳物质，广泛用于化工、制药、食 CH ／N 效果及微孔形成的影响，以期寻找出PSA分 品和环境保护等领域口]。活性炭按照外观形状可分为 离 CH ／N。用颗粒活性炭的最佳制备工艺 。 粉末活性炭 (powderedactivatedcarbon)和颗粒活性 2 实 验 炭 (granularactivatedcarbon，GAC)两大类 。但 由于 粉末活性炭容 易出现粉尘污染 ，堵塞设备等问题 ，因 2．1 实验原料及试剂 此 ，GAC就成为工业应用上的首选炭质吸附剂，而 国 褐煤 (云南寻甸 ，其工业分析及元素分析见表 1)； 内外学者也对GAC的制备及应用进行了广泛的研究。 水溶淀粉 (四川I成都 ，AR)；KOH(重庆，AR)；碱式碳 制备 GAC