SrA吸附劑制備及用于焦?fàn)t煤氣中氫氣甲烷分離.pdf

1、煤在煉焦過程中生產(chǎn)焦炭的同時(shí)得到副產(chǎn)品焦油和焦?fàn)t煤氣。焦?fàn)t煤氣中含有約50％的H2和20％的CH4，是一種含量豐富的氫氣源，因此從焦?fàn)t煤氣中分離氫氣是焦?fàn)t煤氣的一個(gè)重要應(yīng)用途徑。目前分離焦?fàn)t煤氣中氫氣主要采用變壓吸附的方法，而吸附劑又是變壓吸附的基礎(chǔ)與核心。因此本論文針對(duì)變壓吸附制氫工藝使用最廣泛的A型分子篩吸附劑，針對(duì)減小分子篩晶?？梢允垢嗟奈交钚灾行谋┞兑约耙攵嗉?jí)孔道結(jié)構(gòu)可以具有大的比表面積和順暢的孔道，從而提高吸附劑的吸附性

2、能，制備了具有亞微米顆粒及多級(jí)孔道的兩種A型分子篩，并使用A型分子篩上交換選擇性最好的Sr2+進(jìn)行陽(yáng)離子交換得到SrA吸附劑。論文主要考察了兩種SrA吸附劑的制備及用于焦?fàn)t煤氣中氫氣和甲烷分離的性能評(píng)價(jià)。 通過在A型分子篩合成體系中添加水溶性高聚物聚乙二醇PEG-1000合成了平均粒徑為200～400nm的亞微米A型分子篩；通過添加兩性有機(jī)硅烷三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化銨(TPOAC)得到多級(jí)孔道A型分子篩。經(jīng)過Sr2+交

3、換制備了亞微米級(jí)及多級(jí)孔道的SrA吸附劑。經(jīng)XRD、SEM、TEM、N2吸附及激光粒度分析等技術(shù)分析表征，確定產(chǎn)物具備亞微米級(jí)顆粒及多級(jí)孔道特征。 通過動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)得到亞微米SrA、多級(jí)孔道SrA及工業(yè)級(jí)5A吸附劑的甲烷穿透曲線，計(jì)算得到甲烷動(dòng)態(tài)吸附量。結(jié)果表明，亞微米SrA及多級(jí)孔道SrA吸附劑的甲烷吸附量都大于常規(guī)的工業(yè)級(jí)5A吸附劑，亞微米SrA吸附劑的甲烷吸附量最大。通過對(duì)甲烷氫氣混合氣穿透曲線的計(jì)算得到亞微米SrA、多級(jí)

4、孔道SrA及工業(yè)級(jí)5A吸附劑的CH4/H2分離系數(shù)，結(jié)果表明亞微米SrA及多級(jí)孔道SrA吸附劑的CH4/H2分離系數(shù)均高于工業(yè)級(jí)5A吸附劑，亞微米SrA吸附劑的CH4/H2分離系數(shù)最大。 通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)得到制備的亞微米SrA、多級(jí)孔道SrA及工業(yè)級(jí)5A吸附劑的甲烷和氫氣靜態(tài)吸附量，結(jié)果表明，亞微米SrA及多級(jí)孔道SrA吸附劑的甲烷和氫氣吸附量均高于工業(yè)級(jí)5A吸附劑，亞微米SrA吸附劑具有最大的甲烷和氫氣吸附量。 通過對(duì)

5、配制的模擬實(shí)際焦?fàn)t煤氣成分的混合氣的動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，得到亞微米SrA、多級(jí)孔道SrA及工業(yè)級(jí)5A吸附劑的各組分氣體氫氣分離系數(shù)均為：αN2/H2＜αCH4/H2＜αCO/H2＜αCO2/H2。亞微米SrA及多級(jí)孔道SrA吸附劑的各氣體組分氫氣分離系數(shù)均高于工業(yè)級(jí)5A吸附劑，且亞微米SrA吸附劑的氫氣分離系數(shù)最大；亞微米SrA及多級(jí)孔道SrA吸附劑的各氣體組分氫氣分離系數(shù)均大于3，說明制備的這兩種吸附劑均可以作為變壓吸附制氫工藝的吸附劑，具