期刊订阅
广告服务
  • 中文
    EN
  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

当前位置:首页 > 论文管理 > CH4/N2在椰壳活性炭上吸附平衡和动力学扩散机制

CH4/N2在椰壳活性炭上吸附平衡和动力学扩散机制

作者(Author):

  • 张进华
  • 王鹏
  • 李雪飞
  • 李兰廷
  • 车永芳
  • 曲思建
  • 梁大明
  • 许德平

作者单位:

  • 中国矿业大学( 北京) 化学与环境工程学院煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院
  • 煤基节能环保炭材料北京市重点实验室

关键词:

  • 煤层气
  • 活性炭
  • 甲烷分离
  • 吸附模型
  • 动力学
  • 摘要
  • 论文图表
  • 相关文章
  • 引用格式

为了明晰煤层气中 CH4 和 N2 在吸附剂上的平衡吸附、热力学和动力学扩散机制,以实验室制备椰壳活性炭为吸附剂,基于体积法测量了 298 ~ 338 K,0 ~ 0. 1 MPa 下 CH4 / N2 在制备活性炭上的吸附等温线,采用经典 Langmuir 和 Sips 模型拟合平衡吸附数据获得模型参数、热力学参数以及平均相对偏差。 基于重量法分别测量了 298 K,0 ~ 1. 0 MPa 下单组份和不同配比的 CH4 -N2 二元组分的吸附等温线,评价了其分离性能和竞争吸附机制。  采用电子天平测量了动态吸附速率曲线,利用 W-M 内扩散模型、Lagergren 准一阶动力学模型和 Makay 二阶动力学模型对动态吸附数据拟合,从动力学的角度研究温度和压力对甲烷和氮气吸附的影响机制,探讨甲烷和氮气在活性炭吸 附过程中的扩散控制步骤。 研究结果表明:Langmuir 和 Sips 模型对甲烷和氮气在活性炭上的平衡吸附结果均匹配性良好。 相较而言,Sips 模型考虑了活性炭表面非均一性,拟合效果更佳;通过计算吸附热发现 CH4 / N2 在活性炭上的吸附为物理吸附过程且甲烷吸附热大于氮气。 二元混合气体在活性炭表面存在竞争吸附,CH4   吸附起主导作用;混合气吸附量介于甲烷和氮气纯组分吸附量之间,且与纯组分吸附量不呈简单比例加和关系;吸附剂分离比达 4. 21,分离性能较好。 表观动力学模型拟合结果说明 CH4 和 N2 在活性炭表面的动力学吸附过程受外扩散主要控制,其次为表面吸附过程,内扩散不是主要控制步骤;温度降低和压力增加有利于内扩散,不利于外扩散过程,升高温 度和压力对扩散和吸附控制作用有不同程度的影响


暂无内容
  • 地址:北京市朝阳区和平街13区煤炭大厦

  • 邮编:100013

  • 编辑部电话:(010)87986411

  • 传真:(010)84262114