甲烷/二氧化碳的吸附法分离

论文题目: 甲烷/二氧化碳的吸附法分离

论文类型: 硕士论文

论文专业: 化学工程

作者: 王震

导师: 周亚平

关键词: 甲烷,二氧化碳,硅胶,分子筛,吸附分离,穿透曲线

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 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CH4和CO2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CH4/CO2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。

论文目录:

摘要

Abstract

前言

第一章 文献综述

1.1 CH_4/CO_2分离方法

1.1.1 吸收分离法

1.1.1.1 物理吸收法

1.1.1.2 化学吸收法

1.1.1.3 混合溶剂吸收法

1.1.2 膜分离法

1.1.2.1 气体分离膜法

1.1.2.2 气体吸收膜法

1.1.3 吸附法分离

1.1.3.1 变压吸附分离法

1.1.3.2 变温吸附分离法

1.1.4 低温分离法

1.2 吸附剂的分类

1.2.1 活性炭

1.2.1.1 粒状炭

1.2.1.2 粉状碳

1.2.1.3 活性碳纤维

1.2.1.4 活性碳的吸附特性

1.2.2 分子筛

1.2.2.1 沸石分子筛

1.2.2.2 碳分子筛

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

2.2.2.1 吸附剂的预处理

2.2.2.2 硅胶的预处理

2.2.2.3 沸石分子筛的预处理

2.2.2.4 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

2.7.5 气固相浓度可以达到瞬间平衡

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

3.1.1.1 三乙醇胺

3.1.1.2 甲基二乙醇胺

3.1.1.3 二异丙醇胺

3.1.2 CH_4气冲洗脱附实验

3.1.2.1 TEA 涂渍硅胶的脱附

3.1.2.2 MDEA 和 DIPA 涂渍硅胶的脱附

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

3.2.1.1 13X 型分子筛

3.2.1.2 Y 型分子筛

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

发布时间: 2007-04-17

参考文献

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