18719360798

18719360823

中文 English

新闻动态

NEWS INFORMATION

公司介绍

COMPANY PROFILE
  • 地址:

    广州市番禺大道555号节能科技园总部大楼16号1104
  • 电话:

    020-34699300、34699301、34699302
  • 传真:

    020-34699308
  • 邮箱:

    esencn@163.com
  • 工厂地址:

    江门市鹤山市鹤城镇工业二区

活性炭变压吸附脱除二氧化碳的性能

 
  变压吸附技术已经成为一种很常用的分离和提纯工艺;变压吸附脱除CO2常用的吸附剂为活性炭。活性炭品种繁多,因原料及制造工艺条件差异,吸附性能也有较大差异。本文研究4种活性炭变压吸附脱除二氧化碳的性能的表征结果以及它们的动态吸附性能,比较它们在相同条件下的吸附效果,以及不同的吸附条件对吸附过程的影响。

  一、活性炭变压吸附脱除二氧化碳的性能研究部分

  (1)活性炭的表征物理特性

  实验选取一种国外活性炭和3种国内活性炭,以下分别用AC1、AC2、AC3和AC4表示。测得它们一般的宏观物理特性见表1。


  (2)吸附等温线

  实验在ASAP2020仪器上测定了4种活性炭在273K的吸附等温线,见图1。

  由图1可以看出这4种活性炭的吸附等温线都为优惠型吸附等温线,吸附质的分压较低时,吸附剂的吸附量仍保持在较高水平,有利于吸附的完全分离。AC2对CO2的平衡吸附量高于AC1。

  (3)比表面、孔容及孔径分布

  采用BEL JAPAN. INC吸附仪用液氮法测定比表面积及孔容,结果见表2。

  采用ASAP2020在273K下CO2的吸附脱附情况,用DFT模型测得3种国产活性炭的孔径分布和国外活性炭的孔分布情况相似,主要为微孔。孔径在0.6nm左右分布较多。

  (4) XRD分析

  采用D8 ADVANCE型X衍射仪对这4种活性炭进行了XRD分析,如图2所示。

  图2中看出4种活性炭的XRD图基本一致,都为C成分。通过XRD图可看出,AC4在26°处有个石墨的特征峰,即含有少量的石墨成分,而其它的都为炭。

  二、研究活性炭变压吸附脱除二氧化碳的性能的动态吸附

  (1)研究材料及装置

  活性炭在使用前进行活化,将活性炭放在管式炉中加热到120℃,恒温保持4h,整个过程中用惰性气体N2吹扫,待活化完成温度降到室温后,将活性炭取出,装人袋中密封备用,单塔变压吸附装置示意图见图3。
活性炭变压吸附脱除二氧化碳的性能

  装置中吸附柱尺寸为φ21mmx400mm,吸附剂装满吸附柱,吸附温度为常温。自配混合气中CO2浓度为13% ~14% ,其余为氮气。气相色谱为SP-6800A型气相色谱仪,采用Porapak Q的固定相载体装填色谱柱。

  (2)研究方法

  先用氮气充压至吸附压力后关闭氮气打开混合气则吸附开始,吸附尾气经六通阀和皂沫流量计排空,每隔2min~4min用六通阀将气路切至气相色谱对尾气进行分析,记录尾气浓度随时间的关系可得穿透曲线,即可计算出动态吸附容量。尾气浓度达到原混合气浓度的98%并恒定时,可认为吸附已达到平衡。即可结束吸附过程进行顺向放压并记录出口浓度随压力的变化关系,顺放至常压时再抽真空使吸附剂再生进行下一次实验。

  三、活性炭变压吸附脱除二氧化碳的性能结果与讨论

  (1)吸附压力的影响

  吸附剂经过多次吸附,每个吸附周期中抽真空再生时间为5min,原料气流速为200m/min,测定各种吸附剂分别在0.2MPa、0.5MPa和0.8MPa的吸附压力下的穿透曲线见图4。4种活性炭在同样实验条件下的穿透曲线形状相差不大。



  从每种活性炭来看,随着吸附压力增高,穿透点t后移,吸附容量V明显增大,床层的利用率显著提高。这是因为随着吸附压力的提高,单位体积内混合气中CO2的分压增加,传质推动力增大,加大了传质速率和吸附容量。

  活性炭变压吸附脱除二氧化碳的性能研究,综合考虑上述因素,AC2活性炭是较为理想的变压吸附用吸附剂,多次吸附后较为稳定,有较好的净化度,表现出良好的变压吸附特性。