变压吸附法脱碳用活性炭性能的实验研究

对一种煤质活性炭吸附脱附含氮混合气中CO2的性能进行了研究，测定了活性炭对CO2的平衡吸附量，实验对比了不同稀释气体下CO2的动态吸附容量，对含氮混合气中影响CO2吸附选择性的因素进行了实验分析。考察了脱附条件对活性炭CO2吸附容量的影响。结果表明，该活性炭吸附CO2容量大，对CO2的吸附选择性也比较高，是性能优良的变压吸附脱碳用吸附剂。     

K和Ca掺杂对硅酸锂高温吸收CO2性能的影响

以SiO2和Li2CO3,为反应原料,采用高温固相法,在掺杂不同比例的K或Ca元素的条件下合成了一系列可以直接吸收CO2的硅酸锂(Li4SiO4)材料.实验结果表明,掺杂K或Ca元素都可以提高(Li4SiO4)材料对CO2的吸附率,但K和Ca的最佳掺杂量不同.不同元素掺杂对Li4SiO4吸附稳定性的影响也有不同.采用x射线衍射(XRD)初步探讨了不同元素掺杂对Li4SiO4的吸附性能影响原因.     

混合气组分对CO在稀土复合吸附剂上吸附的影响

采用吸附柱动态实验装置,分别考察了混合气组分H2O、CO2、CH4对稀土复合吸附剂变压吸附CO的影响。实验结果表明,原料气中微量的H2O的存在对稀土复合吸附剂的吸附性能有较大影响,当水质量浓度仅为250mg/L时,CO的变压吸附量下降约35％;与CO相比,CO2在稀土复合吸附剂上为弱吸附组分,但对CO的吸附性能有一定影响,当CO2体积分数为1％时,CO的变压吸附量可维持在12.5ml/g左右;而CH4的存在对CO在稀土复合吸附剂上的吸附量影响不大。     

变压吸附法脱除甲醇裂解气中CO_CO_2研究

以活性炭和5A分子筛为吸附剂,建立双塔吸附试验,对变压吸附法脱除甲醇裂解气中CO_CO2进行研究。测定了293 K时CO和CO2分别在活性炭和5A分子筛上的吸附等温线和动态穿透曲线,并考察了复合床的填料比和再生方法对吸附性能的影响。结果表明,所选活性炭和5A分子筛对CO和CO2具有较大的静态和动态吸附量,且利用活性炭吸附CO2,5A分子筛吸附CO时甲醇裂解气中CO2和CO吸附和脱附效果更好;复合床活性炭/5A分子筛在填料比为40/20时床层利用率和杂质吸附量最高;H2吹扫法的再生效果优于抽真空法,吹扫气量为2.92 L/min时杂质脱除率较高且H2的消耗量合理,在变压吸附中将顺放气用作吹扫,可有效降低H2的消耗。     

有机胺改性膨润土对二氧化碳气体的吸附性能研究

通过物理浸渍法利用有机胺(聚乙烯亚胺)对膨润土进行改性,然后利用X射线衍射、N2吸附脱附实验、元素分析等手段对膨润土改性前后材料的物理化学属性进行表征,最后考察了材料对CO2气体的吸附性能.结果表明,利用有机胺对膨润土进行改性后,材料对CO2气体的吸附量明显增加(从6 mg/g增至47 mg/g),且在循环使用中材料的稳定性良好.     

有机胺改性膨润土对二氧化碳气体的吸附性能研究

通过物理浸渍法利用有机胺(聚乙烯亚胺)对膨润土进行改性,然后利用X射线衍射、N2吸附脱附实验、元素分析等手段对膨润土改性前后材料的物理化学属性进行表征,最后考察了材料对CO2气体的吸附性能.结果表明,利用有机胺对膨润土进行改性后,材料对CO2气体的吸附量明显增加(从6 mg/g增至47 mg/g),且在循环使用中材料的稳定性良好.     

氯化钠和盐酸用量对合成氨基介孔二氧化硅及其CO2吸附性能的影响

使用阴离子表面活性剂为模板剂,以γ-氨丙基三甲氧基硅烷(APMS)和正硅酸乙酯(TEOS)分别为共结构导向剂和硅源,直接合成了氨基介孔二氧化硅(AFMS).通过X射线衍射(XRD)、N2吸脱附和热重(TG)方法研究了合成体系中氯化钠(NaCl)和盐酸用量对AFMS结构和CO2吸附性能的影响.结果表明:合成体系中添加NaCl,并在此基础上优化盐酸用量,会提高合成介孔材料的有序度,增加AFMS的CO2吸附量.最佳条件下合成的材料在30℃,CO2分压为50 kPa时对CO2的吸附量可达0.89 mmol/g.     

CO2吸附剂的研究

利用介孔材料MCM-41作为吸附剂实现CO2的吸附,以达到控制CO2排放的目的.将MCM-41作为载体,实现材料表面氨基修饰,从而提高MCM-41材料的吸附性能.为使原料粉末适用于工业应用,利用高温烧结法及低温压片法对粉末进行成型,形成特定的固体颗粒,由实验结果可以看出高温烧结法成型的颗粒坚硬且耐溶剂性能强.采用茚三酮比色法,实现氨基嫁接率的测定.经测定得到吸光度与氨基浓度的回归方程.     

中温加压下镁基吸附剂CO_2吸附和再生性能研究

以一种镁基前驱物和一种矿物黏结剂为原料,采用湿混法经煅烧及水合制备得到镁基吸附剂,考察了吸附温度和吸附压力对其CO2吸附性能的影响,并利用XRD、SEM和BET对其理化性质进行了表征。结果表明:镁基吸附剂经水合后的活性组分为Mg(OH)2,当吸附温度为300℃、吸附压力为2MPa时其CO2穿透吸附量达3.93mmol/g;吸附剂水合过程中生成叶蛇纹石,降低了Mg的利用率,吸附过程中在吸附剂表面生成的块状产物层阻碍了CO2内扩散的进行;在中温加压条件下此吸附剂能够达到稳定的18次吸附-再生循环,适用于整体煤气化联合循环发电(IGCC)系统中CO2的脱除。     

金属有机骨架材料MIL-101的合成及CO吸附性能

采用水热法合成金属有机骨架材料MIL-101,并利用X线衍射(XRD)、低温N2吸附等测试手段对合成的材料进行表征。结果表明:制备的MIL-101的BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面积达到3 142 m2/g,孔容为1.78cm3/g。根据77 K下N2吸附等温线数据,采用巨正则蒙特卡洛法分析MIL-101的孔径分布,其分析结果与文献所报道的数据吻合。考察了CO、N2混合体系在MIL-101上的吸附性能,实验结果表明:MIL-101结构中不饱和金属Cr3+提供的活性位能从混合气体中高效吸附分离CO,而且对CO的吸附容量达到45.0 cm3/g(298 K,0.1 MPa),对CO的吸附容量约是NA吸附剂的2倍。     

掺氮TiO_2-活性炭复合吸附材料的制备与性能

通过浸渍法将制备的掺氮TiO2光催化剂负载到活性炭上制备掺氮TiO2-活性炭复合吸附材料,并对其吸附特性、可见光催化活性以及再生性能进行研究.结果表明:掺氮TiO2光催化剂具有较大的比表面积与良好的可见光吸收性能;活性炭对低浓度甲醛气体具有良好的吸附性能;掺氮TiO2的负载对活性炭颗粒的吸附性能影响甚微;掺氮TiO2-活性炭复合吸附材料具有优越的可见光再生性能,它实现了对低浓度挥发性有机化合物的吸附和光催化分解解耦,提高了活性炭的循环利用性能.     

固体氧化物燃料电池系统零排放新思路研究

提出了固体氧化物燃料电池零排放新思路设计,该设计具有高发电效率、温室气体零排放、回收利用二氧化碳以及使用环境友好的可再生循环二氧化碳吸收材料等优点.此外,还介绍了电池构件材料以及二氧化碳吸收材料的制备,最后测试了材料的二氧化碳吸附性能.结果表明最大体积吸收比可高达993倍,最佳吸收温度为700 ℃,同时可实现在800 ℃以上2 h内将所吸附的二氧化碳完全解析.     

活性炭无纺布表面污染物的吸附特性研究

实验研究了活性炭无纺布表面CO2和挥发性有机化合物(VOCs)的吸附特性.研究结果表明:在低气流速度条件下,活性炭无纺布能够很好地吸附空气中的CO2,系统的能耗也低;环境温度对活性炭无纺布表面CO2吸附效率的影响不大,但低空气湿度有利于CO2的吸附;在实验条件下,活性炭无纺布表面VOCs的吸附效率与迎风气流中VOCs的体积分数无关,与污染源的种类有关;低气流速度有利于VOCs的吸附;虽然增加吸附层的层数既有利于活性炭无纺布表面的CO2吸附,也有利于VOCs吸附,但实验中当吸附层增加到3层以上时,吸附效率随吸附厚度的增加而提高的效果不再明显,而吸附系统的阻力却迅速增大.     

预氧丝原位炭化无粘结剂C/C复合材料氧化动力学研究

采用恒温热重法测定了在空气中,０．１ＭＰａ,６７３Ｋ到９７３Ｋ下预氧丝（即预氧化聚丙烯腈纤维）原位炭化无粘结剂Ｃ／Ｃ复合的氧化失重率;并利用扫描电镜分析了这种复合材料氧化前后的结构,氧化动力学测定结果表明：该材料在氧化开始时,其氧化速率随时间的增长而增大,然后随时间的延长而减小,并趋向恒定,研究表明：该材料中预氧丝与基体炭界面结合处是空气中氧的扩散通道,杂质为空气中氧的吸附起到了有附活性中心的催化     

乙醇胺为主体的CO_2吸收剂的复配研究

以改善乙醇胺(MEA)水溶液吸收负荷、吸收速率、再生程度和防腐蚀等性能为目标,对以MEA为主体的复配吸收剂的性能进行了研究。结果表明,在MEA水溶液中加入哌嗪(PZ)或者2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)能提高MEA水溶液吸收CO2的负荷、平均吸收速率和再生性能。在溶液中加入少量氧化膜型缓蚀剂能有效抑制吸收剂溶液对碳钢的腐蚀,吸收剂溶液对碳钢的腐蚀速率从无缓蚀剂条件下的1.96 g/(m2.h)可降低到0.2 g/(m2.h)左右,极大地改善了吸收剂溶液的防腐蚀性能,对碳钢材料起到了较好的保护作用,缓蚀效果为偏钒酸钠铬酸钾重铬酸钾亚硝酸钠硝酸钠磷酸钠亚硫酸钠。     

“低碳经济”的理论依据不足

以“低碳经济”,“低碳生活”等为主要内容的低碳论,认为以化石燃料为主的高碳经济是造成全球气候变暖的主要原因,而气候变暖将会给人类带来生态大灾难。因此,人们必须学习低碳知识,开发低碳能源,实施低碳经济,实践低碳生活。实际上,低碳论基本上是“气候变暖”论的翻版,只不过增加了低碳的内容。理论和实践可以证明,地球气候变暖与人类活动排放二氧化碳,没有完全的正相关关系;二氧化碳并不是气候变化的主要原因,更不是导致全球变暖的罪魁祸首。历史事实表明,温暖的气候更有利于人类社会的进步和生产力的发展,而不会给人类带来灾难性的后果。节能减排是我国能源开发利用的战略方针。目前,我国能源开发利用的主要问题是：能源资源消费数量巨大,能源利用效率低,污染物排放量大,大气环境污染问题严重。节能减排与“低碳经济”不是同一个概念。节能减排战略的减排对象是大气污染物;“低碳经济”的减排对象则是人为活动排放的二氧化碳。目前,二氧化碳,还没有被国家列入大气污染物。节能减排与二氧化碳的排放没有直接关系。以“低碳经济”,“低碳生活”等为主要内容的低碳论,缺少足够的科学理论基础和充分的事实依据。     

气相吸附用活性炭成型物的研究

以本质粉状活性炭、胶粘剂和多孔质毡状支持物为原料,探讨了制取气相吸附用活性炭成型物的制造方法和工艺条件。研究了胶粘剂对粉状活性炭的吸附能力和胶接能力的关系,测定了胃胶粘剂引起的活性炭孔隙堵塞情况,并筛选出了一种适合于制造气相吸附用活性炭成型物的胶粘剂。     

注液态CO_2采油井筒热力分析

目前CO2已经被用作有效的驱油剂,CO2到达井底时的热力状态对驱油效果有较大影响.针对影响井底CO2压力和温度的因素,根据液态CO2在竖直井筒中的热量传递原理和流体流动理论,在Ramey建立的物理模型基础上,建立了液态CO2井筒流动与传热数学模型,通过求解实例,得到井筒内液态CO2温度和压力的分布规律以及各因素对井底CO2参数的影响.结果表明:井筒内CO2的温度和压力随井深的增加而近似成线性增加;当注入速率增大时,气液分界面加深;井底温度随入口流量的增加而降低,而受入口温度的影响较小;井底压力随井口注入压力的增加而成比例增加,随着流量的增加呈先增后减的趋势;环空介质采用清水比空气的导热效果好.     

利用酒精厂废气生产轻质碳酸钙的研究

酒精厂排出的废气CO2 含量高、纯度大 .据此研究了CO2 与石灰乳在湍球吸收塔内进行不连续碳化反应和连续碳化反应 ;探讨了CO2 的通气量、石灰乳浓度和流量、湍球的大小和填充量、塔的直径和塔板数对工艺的影响 ,获得了工业化生产的有关指标和数据 .     

碳掺杂pg-C3N4的制备及其光催化性能研究

为了提高单一半导体材料的光催化活性,采用水热法制备高比表面积的多孔石墨相氮化碳(pg-C₃N₄),通过碳掺杂和金纳米粒子(AuNPs)负载对pg-C₃N₄进行改性得到Au/pg-C@C₃N₄复合纳米材料,并对复合材料的组成、微观结构和性能进行表征。结果显示,碳元素的引入并未破坏pg-C₃N₄原有的片层结构,但明显提高了pg-C₃N₄的比表面积（高达158.2 m²/g）;AuNPs引入基体后,AuNPs的等离子共振效应可显著提高基体对可见光的吸收和光生电子-空穴的分离效率;当AuNPs含量为0.5%（质量分数）时,复合纳米材料具有最佳的光催化性能（表观反应速率常数k=0.078 4 s^-1）。因此,通过碳掺杂和纳米Au负载改性pg-C₃N₄可制备高活性复合光催化剂,为今后进一步提高氮化碳基催化剂的催化活性提供了理论基础。