CH4-N2在自支撑颗粒型Silicalite-1上的吸附分离及PSA模拟

• 作者: 尚华 白洪灏 刘佳奇 杨江峰 李晋平
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 甲烷 氮气 变压吸附 纯硅分子筛
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 分离工程
• 页码范围: 2088-2098
• 页数: 10页
• 分类号: TQ028.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20191357

摘要

纯硅分子筛Silicalite-1原粉（Si/Al>470）在6 MPa压力下制成自支撑颗粒状吸附剂，经XRD和77 K氮气吸脱附表征表明自支撑颗粒型的Silicalite-1保留了原粉的晶体结构和比表面。静态重量法测试了273/298/313 K下CH4和N2在其上的吸附等温线，利用理想吸附溶液理论（IAST）法计算了吸附剂对CH4/N2的选择性。动态气体穿透实验测试了颗粒型Silicalite-1吸附剂对不同浓度CH4/N2混合气的分离效果，结果表明该吸附剂更适合于低浓度甲烷（20%/80% CH4/N2）的富集脱氮。通过总传质模型利用数值模拟预测了颗粒型Silicalite-1吸附剂的变压吸附分离（PSA）富集低浓度煤层气中甲烷的效果。模拟结果显示20%/80%的CH4/N2混合气经一次提浓，CH4浓度可以提升至37%~41%，回收率达到60%~92%；30%/70%的CH4/N2混合气经一次提浓，CH4浓度可以提升至50%~53%，回收率达到58%~92%。