SrA吸附劑制備及用于焦爐煤氣中氫氣甲烷分離.pdf

1、煤在煉焦過程中生產焦炭的同時得到副產品焦油和焦爐煤氣。焦爐煤氣中含有約50％的H2和20％的CH4，是一種含量豐富的氫氣源，因此從焦爐煤氣中分離氫氣是焦爐煤氣的一個重要應用途徑。目前分離焦爐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與核心。因此本論文針對變壓吸附制氫工藝使用最廣泛的A型分子篩吸附劑，針對減小分子篩晶?？梢允垢嗟奈交钚灾行谋┞兑约耙攵嗉壙椎澜Y構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+進行陽離子交換得到SrA吸附劑。論文主要考察了兩種SrA吸附劑的制備及用于焦爐煤氣中氫氣和甲烷分離的性能評價。 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；通過添加兩性有機硅烷三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化銨(TPOAC)得到多級孔道A型分子篩。經過Sr2+交

3、換制備了亞微米級及多級孔道的SrA吸附劑。經XRD、SEM、TEM、N2吸附及激光粒度分析等技術分析表征，確定產物具備亞微米級顆粒及多級孔道特征。 通過動態(tài)吸附實驗得到亞微米SrA、多級孔道SrA及工業(yè)級5A吸附劑的甲烷穿透曲線，計算得到甲烷動態(tài)吸附量。結果表明，亞微米SrA及多級孔道SrA吸附劑的甲烷吸附量都大于常規(guī)的工業(yè)級5A吸附劑，亞微米SrA吸附劑的甲烷吸附量最大。通過對甲烷氫氣混合氣穿透曲線的計算得到亞微米SrA、多級

4、孔道SrA及工業(yè)級5A吸附劑的CH4/H2分離系數(shù)，結果表明亞微米SrA及多級孔道SrA吸附劑的CH4/H2分離系數(shù)均高于工業(yè)級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)吸附實驗得到制備的亞微米SrA、多級孔道SrA及工業(yè)級5A吸附劑的甲烷和氫氣靜態(tài)吸附量，結果表明，亞微米SrA及多級孔道SrA吸附劑的甲烷和氫氣吸附量均高于工業(yè)級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

5、配制的模擬實際焦爐煤氣成分的混合氣的動態(tài)吸附實驗，得到亞微米SrA、多級孔道SrA及工業(yè)級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