介孔活性炭的合成及其水合物法分離N2-CH4基礎(chǔ)研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)，能源問(wèn)題和環(huán)境污染越來(lái)越受到人們的重視。隨著石油煤炭等不可再生資源的不斷消耗，促使人類(lèi)尋找新的能源。由于天然氣是一種清潔能源，而且儲(chǔ)量豐富、價(jià)格便宜，在未來(lái)的能源結(jié)構(gòu)中會(huì)占有重要地位。甲烷有很強(qiáng)的溫室效應(yīng)。我國(guó)的煤層氣資源豐富，直接排放不僅浪費(fèi)資源，而且影響環(huán)境。因此，加強(qiáng)對(duì)煤層氣中甲烷的分離利用是很有必要的。作為一種存儲(chǔ)甲烷的手段，天然氣水合物理論吸附量高、所需壓力低、溫度溫和、成本也較低，但是形成速率慢、

2、水利用率較低，目前正處于研發(fā)階段。本文采用多孔材料活性炭和添加劑結(jié)合的方法，嘗試提高形成速率和水利用率。
　　首先進(jìn)行了活性炭的KOH法活化實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)表面物理性質(zhì)的表征，最終選擇炭原料研磨并過(guò)篩、堿碳比4.0:1、焙燒溫度780℃、焙燒時(shí)間90min條件下制備的活性炭。此條件下制備的活性炭，比表面積為2373m2/g，孔容為1.427mL/g。
　　各種添加劑對(duì)活性炭孔內(nèi)氣體水合物生成影響研究中，進(jìn)行了不同Rw、不同添加劑條

3、件下的實(shí)驗(yàn)。Rw=2.0條件下，形成I型天然氣水合物。突躍點(diǎn)為4Mpa，單位吸附量較高，水利用率也較高，但是誘導(dǎo)時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)速率慢。在不同促進(jìn)劑實(shí)驗(yàn)中，300ppmSDS促進(jìn)效果最佳，不僅最高吸附量比較高，而且誘導(dǎo)時(shí)間為60min，與不加入促進(jìn)劑的誘導(dǎo)時(shí)間550min相比大大縮短了誘導(dǎo)時(shí)間。加入20％濃度THF甲烷吸附可以形成兩個(gè)吸附平臺(tái)，這是由于THF可以與水反應(yīng)形成THF水合物使得甲烷水合物轉(zhuǎn)化成為II型水合物。在Rw和THF濃度一