【摘 要】
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甲烷（CH4）是煤层气的主要成分,利用二氧化碳（CO2）驱替技术既可以增加CH4产量,也可以封存CO2。但是开采后期,CO2不可避免混入产品气CH4中,因此,CH4/CO2混合气体的分离有着重要意义,一方面提纯产品气,另一方面分离的CO2可以重复用于注入。活性炭是气体分离时最为常用的吸附剂,本文以廉价、来源丰富的煤为原料制备颗粒活性炭并用于分离CH4/CO2混合气体。本论文分别以重庆无烟煤、宁夏无
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甲烷（CH4）是煤层气的主要成分,利用二氧化碳（CO2）驱替技术既可以增加CH4产量,也可以封存CO2。但是开采后期,CO2不可避免混入产品气CH4中,因此,CH4/CO2混合气体的分离有着重要意义,一方面提纯产品气,另一方面分离的CO2可以重复用于注入。活性炭是气体分离时最为常用的吸附剂,本文以廉价、来源丰富的煤为原料制备颗粒活性炭并用于分离CH4/CO2混合气体。本论文分别以重庆无烟煤、宁夏无烟煤和云南褐煤为原料,以煤焦油为粘结剂,采用空气预氧化-水活化工艺制备了颗粒活性炭;测试了活性炭的穿透曲线并对其分离CH4/CO2的性能进行了评价,研究了制备条件对样品分离性能的影响,并确定最佳制备条件。实验结果表明:重庆无烟煤制备的最佳活性炭的动态吸附分离系数为4.98,制备条件为预氧化温度350℃,活化温度950℃,活化时间2h。宁夏无烟煤制备的最佳活性炭的动态吸附分离系数为4.97,活化温度900℃。云南褐煤制备的最佳活性炭的动态吸附分离系数为8.80,活化温度750℃。吸附动力学实验结果表明,CH4/CO2的动力学分离系数在重庆无烟煤制备的最佳活性炭样品为2.63;在宁夏无烟煤制备的最佳活性炭样品为3.43;在云南褐煤制备的样品达到了10.79,其分离性能最好。
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