超高比表面积活性炭用于天然气吸附储存的研究
超高比表面积活性炭孔分布对氢气储存性能的影响

第 5期
谢红梅 , 等: 超高 比表 面积活性炭 孔分 布对氢气储存性 能的影响
6 3
1 实 验 部 分
1 . 1 超高 比表面积活性炭吸附剂的制备 以石油焦为炭前驱材料 , 粉碎筛选一定粒度的原料石油焦 , 按不同的比例与活化剂 K O H混合 , 在不 同的 活化温度 、 活化时间下在惰性气氛中活化 。冷却到室温经洗涤、 干燥制得 比表面积相 同, 孔分布不同的超 高
( 重庆工商大学 环境 与生 物工 程学院 , 重庆 4 0 0 0 6 7 )
摘 要 : 将制得 的具有相 同比表 面积 和 不 同孔 分 布 的超 高 比表 面积 活性 炭 用作 吸 附剂 , 研 究 活性 炭 吸 附剂的 孔分 布对 氢气吸 附储 存 性 能 的 影 响 。研 究结 果 表 明 , 氢 气吸 附储 存 性 能 明 显 受 吸 附 剂孔 分布 的 影 响, 活性 炭吸 附剂 中孔 ( 2 n m< d<5 0 n m) 更 有 利 于 氢气 的 有效 吸 附储 存 , 压 力对 中孔 百分 率 高 的活 性 炭吸 附剂储存 氢 气能 力的 影 响 更 显 著 ; 氢 气脱 附量 与 压 力 满 足 线性 关 系 : V=k・ P +b ( k>0 ) ; 在 吸 附温 度 为 2 7 3 K、 压力为 9 . 0 MP a时 , 中孔 百 分 率为 7 9 . 0 6 % 的 超 高 比 表 面 积 活 性 炭 吸 附 剂 上 氢 气 脱 附 量 达
天然气汽油双燃料汽车的改进设计

饔
有必 要 改 变 可 然 混 合 气 的 喷 射 时 间 。做 到 这 一
点 , 以通 过 E U控 制可 变 进 气 阀 门改 变 可 然 混 可 C
图 2 规范化质 量燃烧速率 随初始温度的变化情况
( 初始压力 0 1 a 当量 比 10 .MP , .)
合气 的喷射 时 间 , 使发 动机 的性能 达 到最优 。
本文将 根 据 天 然 气 的 燃 烧 特 点 提 出 几 点 改 进 方
案。 。 ’
收稿 日期 : 0 1 1 1 2 1 —1 —2
上海汽车
2 1. 1 0 2 O
发 动机 的改进 设 计 改变发 动机 燃烧 室 环境
动机 的性 能 。另 外 , 能 因 为 天 然气 的 高 辛 烷 值 不 而盲 目地提 升初 始进气 压力 。
咖8
口
图 3 规范化质量燃烧速率随初始压力 的变化情况
( 始温度 4 0K, 初 5 当量 比 10 .)
装 曼 统以提高可燃气体的初始温度 , 加 热: 系 墓 耄 提高发
、
,
图 燃发速随同射前的化况 4 烧热 不喷提角变情 。 ~ 率 、 一 ~
上海汽车 2 1. 1 0 20
0 引言
在 中 国各大 城市 的 出租 车 行业 中已经 将 天然 气作 为推 荐能源 代 替 汽油 使用 。包括 香 港 等地 区 对使用 天 然气 的 出 租 车 实 行 减 免燃 油 税 的政 策 ,
1 天然 气发动机 的改进设计
不经 过 改进 的汽油 发 动机 直接 改用 天然 气 作
随不 同喷射提前 角的变 化规 律 。较 迟 的喷 射角 , 会 使发动 机最高压力 降低 , 大放热率 降低 , 热时间 最 放 延长, 发动机热效率 降低 。随着喷射角逐渐 提前 , 气 缸最 高压力和最大 放热 速率升 高 , 在 10时达 到 并 8。 最 大值 , 此时火花塞 附近 的混合 气 达到 了最 理想 的 空燃 比。但 喷射 提 前 角进 一 步增 加 却 导致 了两 者 数据最大值下 降 , 时的混合 气浓度 升高 , 此 空燃 比的 减小是造成这一 现象的原 因之一 。 因此 , 同情 况 下 发 动 机 存 在 着 最 佳 的 喷射 相
零散天然气回收——吸附天然气回收工艺设计

零散天然气回收——吸附天然气回收工艺设计王磊;李薇;赵舒婷;杨博文;杨钦【摘要】提出一种适用于零散天然气回收的工艺——吸附天然气(ANG)回收工艺.利用气井天然气低温、节流降压降温和制冷设备,来消除吸附过程中产生的吸附热.对吸附剂进行比选,选择高比表面积的活性炭作为吸附天然气的吸附剂.对ANG储罐进行优化设计,便于控制吸附过程中储罐内的温度.以最不利工况(天然气压力小于4 MPa)作为计算工况,对吸附过程中产生的吸附热及冷却所需要的循环水量进行计算.【期刊名称】《煤气与热力》【年(卷),期】2018(038)007【总页数】5页(P63-67)【关键词】吸附天然气;零散天然气;回收;吸附热;吸附热平衡【作者】王磊;李薇;赵舒婷;杨博文;杨钦【作者单位】西南石油大学土木工程与建筑学院,四川成都610500;西南石油大学土木工程与建筑学院,四川成都610500;西南石油大学土木工程与建筑学院,四川成都610500;西南石油大学土木工程与建筑学院,四川成都610500;西南石油大学土木工程与建筑学院,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TU996.61 概述目前国内外对零散天然气的回收方式正处于探索阶段,暂无成熟的技术经验。
由于零散天然气的压力、产量、稳产期等基础参数差异大,回收方式也各不相同。
主要回收模式有ANG(吸附天然气)、LNG、CNG、水合物固化储存等[1]。
采用LNG 模式的投资高,要求气井产量高而稳定,且工艺流程复杂,不利于设备整体橇装;采用CNG模式需利用压缩机对天然气加压,高压的天然气运输对储运设施的质量要求较高,增加了投资和运行费用。
而ANG回收模式,可以在常温、中压(3~5 MPa)情况下达到与CNG模式相接近的储存量[2-6]。
ANG回收模式与CNG、LNG回收模式相比,ANG模式下的投资和运行费用较低,储罐材料与形状选择性强,安全系数高,具有较大的经济性和安全性。
高比表面积活性炭吸附存储天然气性能研究

高比表面积活性炭吸附存储天然气性能研究苏伟;张玉;吴菲菲;孙艳【期刊名称】《化学工程》【年(卷),期】2015(43)2【摘要】天然气中少量乙烷和丙烷的存在会直接影响活性炭对天然气的吸附存储容量.为此,体积法测定了高比表面积活性炭对甲烷、乙烷和丙烷的吸附等温线,吸附温度分别为283,293,303和313K;采用Langmuir-Freundlich(L-F)方程拟合吸附等温线,得到各气体的方程参数,进而采用LRC关联式预测多组分吸附平衡数据,并计算活性炭对模拟天然气的存储能力.结果表明:活性炭对3种气体的吸附等温线都属于Ⅰ型等温线,采用L-F方程可以很好地描述各气体的吸附等温线;高比表面积活性炭对模拟天然气的存储量随吸附温度的升高而显著降低,在吸附存储压力为3.5 MPa,吸附温度从283 K上升到313 K,相应的存储量(体积比)由139降低为103;与纯甲烷的吸附存储相比,模拟天然气的吸附储量(体积比)提高约20.【总页数】5页(P20-24)【作者】苏伟;张玉;吴菲菲;孙艳【作者单位】天津大学化工学院,天津300072;天津大学化工学院,天津300072;天津大学化工学院,天津300072;天津大学理学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TE821【相关文献】1.高比表面积佛手渣基活性炭吸附苯并噻吩性能 [J], 周丽梅;于慧静;马娜;叶帆;代伟2.天然气存储用高比表面积活性炭的制备及对甲烷吸附性能的研究(摘要) [J], 王国栋3.天然气吸附存储用高比表面积活性炭研究进展 [J], 王国栋;邓先伦;刘晓敏;朱光真4.煤沥青基高比表面积活性炭的研究──原料预处理与热吹制工艺对活性炭吸附性能的影响 [J], 虞继舜;周菊武;欧阳曙光5.沥青基高比表面积活性炭吸附性能的研究 [J], 乔文明;查庆芳;凌立成;刘朗因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
超高比表面积活性炭比表面积对天然气储存性能的影响

要 : 在超 高比表 面积活性炭吸 附剂孔分布相 同的情 况下, 究 了比表 面积对 天然 气吸附储存 研
能 力的影响。结果表明 , 高比表 面积活性 炭的 比表 面积越 大 , 有利 于天 然 气的吸 附储 存 , 超 越 且吸
附储 存 天 然 气 的 能 力 受吸 附 温度 和 压 力 的 影 响 越 明 显 ; 吸 附压 力 低 于 3 5M a时遵 从 乘 幂 关 系 , 在 . P
Z U G i i ,J N i,Q U F — HO u.n I G Y I al 1 A i
( . ol eo n i n n l n il i nier g C ogigT cnlg n uies nvr t, hn qn 00 7 1C l g f vr met dBo g a E g e n ,hn qn eh o yadB s s iesy C o gig 0 6 , e E o aa oc l n i o n U i 4 C ia 2 C eguIs tt o rai C e s C ieeA a e yo c n e , h nd 10 1 C ia hn ; . h nd ntue f gnc hmi ̄, hns cd m f i cs C egu6 0 4 , hn ) i O t Se
A b t a t I fu n e o p cfc s ra e a e fs pe — i p cfc s ra e a e c iae a b d o p in tr g f n t a s r c : n e c fs e ii u f c r a o u rhgh s e i -u f c - r a a tv td c r on on a s r to so a e o aur l l i
高比表面积活性炭的制备及其储氢性能的研究进展

高比表面积活性炭的制备及其储氢性能的研究进展摘要简要分析各种储氢材料和技术的基础上,重点介绍了高比表面积活性炭的制备方法,目前最常用的活化方法是以氢氧化钾为活化剂的化学活化法;并总结了近年来前人在高比表面积活性炭储氢方面的研究结果,同时简要分析了高比表面积活性炭储氢机理方面的研究进展。
关键词储氢材料高比表面积活性炭储氢性能研究进展氢能源以其高效、环保、使用方便等优势引起了人们的普遍关注,世界各国在新型氢能源和储氢材料的研究方面投入了巨大的财力和人力。
目前,除液态储氢和高压储氢外,主要的储氢方法和材料有6种。
(1)Fullerene[60](富勒烯)多氢化合物如C[60]H[18]、CH36的催化分解可以放出氢气,但制备富勒烯多氢化合物方法复杂并且成本较高,目前还不能大规模生产,无法得到广泛的应用。
(2)金属氢化物储氢,其原理是利用氢化物中较高的氢浓度以及氢化物相变的可逆性,在必要时放出储存的氢来加以利用。
如LiH、MgH2、Mg2NiH40、VH2等,这些化合物的储氢含量虽然较高,但是金属储氢的致命缺点是氢不可逆损伤,从而直接影响储氢金属的使用寿命,限制了该方法的使用。
(3)有机液体氢化物储氢,它是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应(即加氢反应和脱氢反应)实现的,加氢反应实现氢的储存,脱氢反应实现氢的释放。
烯烃、炔烃、芳烃等不饱和有机液体均可作储氢材料,但芳烃特别是单环芳烃作储氢剂最佳。
该法主要的缺点是耗费化石能源。
(4)金属合金储氢,如稀土系、钛系、镁系和锆系合金等。
该法如果得到广泛应用势必消耗大量的金属,同时也耗费大量的矿物资源。
(5)碳纳米管和纳米炭纤维的储氢,属于吸附储存。
目前大多数研制碳纳米管的方法是激光法和电弧法,而这些方法尚处于实验室阶段,还无法进行大规模的工业生产,与目前碳纳米管储氢技术类似的还有纳米纤维的储氢技术。
(6)活性炭的吸附储氢,是利用超高比表面积的活性炭作吸附剂,在中低温(77 K~273 K)、中高压(1 MPa~10 MPa)下的吸附储氢技术。
甲烷在高比表面积活性炭上吸附行为的初步研究

甲烷在高比表面积活性炭上吸附行为的初步研究
刘海燕;凌立成;刘植昌;乔文明;刘朗
【期刊名称】《天然气化工:C1化学与化工》
【年(卷),期】1999(24)1
【摘要】采用以石油焦为原料、KOH为活化剂制得的高比表面积活性炭作为吸附剂,研究了甲烷在这种活性炭上的吸附行为,探讨了活性炭的比表面积和孔结构与其甲烷吸附性能的关系以及吸附温度对甲烷吸附行为的影响。
结果发现,活性炭的比表面积和孔结构是决定其甲烷吸附性能的主要因素;活性炭对甲烷的吸附量随吸附温度的升高逐渐减少;比表面积为2953m2/g的高比表面积活性炭在26℃、3.5MPa下对甲烷的质量吸附量为0.289g/g,换算为标准状态(STP)下的体积吸附量为121V/V。
【总页数】4页(P6-9)
【关键词】甲烷;高比表面积;活性炭;吸附剂;吸附天然气;ANG
【作者】刘海燕;凌立成;刘植昌;乔文明;刘朗
【作者单位】中国科学院山西煤炭化学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】O623.11;O647.33
【相关文献】
1.甲烷在高比表面积活性炭上行为的初步研究 [J], 刘海燕;凌立成;刘植昌;乔文明;刘朗
2.天然气存储用高比表面积活性炭的制备及对甲烷吸附性能的研究(摘要) [J], 王国栋
3.甲烷在高比表面积活性炭上吸附性能的研究 [J], 刘海燕;凌立成;刘植昌;吕春祥;樊彦贞;刘朗
4.煤沥青基高比表面积活性炭的研究──原料预处理与热吹制工艺对活性炭吸附性能的影响 [J], 虞继舜;周菊武;欧阳曙光
5.高比表面积活性炭的制备及其吸附性能的初步研究 [J], 刘海燕;凌立成;刘植昌;乔文明;刘朗
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我国天然气吸附研究与应用现状

接近 。 1 吸附 剂研 究现 状
1 1 常 用 的 制 备 方 法 .
日本 Osk a a气 体 有 限 公 司 以煤 沥青 为 原 料 , 首 先在 3 0 4 0。 、 性 气 氛 中对 原 料 沥 青 ( 学 O ~ 5 C下 惰 光
将 天然 气 吸附 储 存 的技 术 。ANG 的最 大优 点 是 在
低 压下 (. ~ 6 0MP 仅 为 压 缩 天 然 气 的 1 5 3 5 . a, / ~
ห้องสมุดไป่ตู้
14 即可 获得 接近 于高 压 下 (0MP )压缩 天然 气 /) 2 a
( NG) C 的储存 能 量 密 度 。当 储 罐 内压 力 低 于 外 界 时 ,气 体被 吸附 在吸 附 剂 固体 微 孔 的表 面 , 以储 借
炭微孔 中的吸 附 , 算 出室 温 下 天 然 气 在 活性 炭 上 计 吸附储 存 的最佳 压力 为 3 5 1 a 此 时 , 论上 可 . 5 MP , 理
使 吸 附储 存 器 的储 气 量 达 到 容 积体 积 的 1o倍 左 5
右 。Marn a 人运 用 纯 甲烷 模 型 对 活 性 炭 表 面 ta g 等 天然气 的吸 附进行 了数 值 模 拟 并 做 了优 化 计 算 , 结 果表 明 : 取石 油 的能 量 密 度 为 1 则 ANG 的最 大 若 ,
面积 和丰 富的微 孑 结 构 , L 在常 温 、 中压 ( . a下 6 0MP )
目前 ,多孔炭 质 吸附 剂是最 具 工 业 化 应 用 前 景 的天
然气 吸 附材 料 。在一 般 的吸 附剂 中 ,活性 炭 对 甲烷
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电 邮 u c g i n o uc r。 p z ul @s h . n i o
吸 附平衡 足 够 的时 间 , 2 8K、 压下 达到 脱 附平 在 9 常 衡后 测量 天然气 脱 附量 。管线及 样 品死体 积 由天然 气测定 并 扣除 , 炭使 用前于 3 3K下 脱气 lh 活性 9 O。
实 验 称取 活 性 炭样 品 02 0 右 ,在 4 3K .0 0g左 7
1 实 验 部 分
11 超 高 比表面 积活 性炭 的 制备 .
13 天 然 气 脱 附 量 的 测 定 .
采用 实验室 自建吸 附装置 ,容量 法测 定天然 气 脱 附量 。以 自制 的超 高 比表面 积活性 炭为 吸附剂 , 在
一
以石 油焦 为 炭前 驱 材 料 , 碎筛 选 一 定 粒度 的 粉
气 吸 附容 量法 ,测定 活 性 炭样 品的有 关 结 构参 数 。
测得 该 超高 比表 面 积 活性炭 的 比表 面 积为 2 7 m ・ 84 g , 分 布如 图 1 一孔 。
5 0
的表面 , 多孔介质 中吸附相 天然气密 度远 高于 同压 使
下气相 主体 的密度 , 而在较 低 的压力 下实 现高密度 从
4 O
暑 3 0
2
2 0 1 0
。 ≯
墨
附剂 。以天 然气 为吸 附质 , 考察 了杂 质气 体 对 超 高
比表 面积 活 性 炭循 环 使用 性 能 的 影 响 , 研 究 了超 并 高 比表 面积 活 性炭 上 天 然气 脱 附 动力 学 。同 时 , 从 理 论上 分析 了吸 附温 度对 天 然 气脱 附量 的影 响 , 并 与 实验结 果进 行 了对 比。
天然气 的储存 。 目前所研 究 的天然 气 吸附储 存 材料 ห้องสมุดไป่ตู้
中, 碳基 吸附剂是最 具有应用 前景 的天然气 吸附储存 材料 。以活性炭为吸附剂 的 A G因其 能在较低 压力( N 3 a MP )下 达到安全 、经济地储 存 天然气 的 E MP  ̄ a t 的, 已成为世界各 国研究者关 注的天然气储存技术 。 本 文 以石 油焦 为原 料 , O 为 活化 剂 制得 比表 KH 面 积 为 2 7 g 8 4 m ・。的超 高 比表 面积 活 性 炭 作 为 吸
吸 附天然气 (N ) A C是将具 有发达孔 结构 的材料用 作 吸附剂 , 过物理 吸附将天 然气分子 吸 附于材料孔 通
下真 空处 理 2h左右 ,以脱 除活性 炭样 品 中 的杂质
气 体 。采 用 A tsr X -4物理 吸 附仪 , uoopZ F0 以高 纯氮 气 为吸 附介 质 、 氮作 冷 阱(7K , 据静 态 低 温氮 液 7 )根
第2 期
周桂 林 等 : 高 比表 面积 活性炭 用 于天 然 气吸 附储 存 的研 究 超
3 7
超 高比表面积 活性炭用 于天然气吸 附储存 的研究
周 桂 林 蒋 , 毅 邱 发 礼 。 ,
(1.重庆 工 商 大 学 环 境 与 生物 工 程 学 院 ,重 庆 ,4 0 6 0 0 7; 2.中 国科 学 院 成 都 有 机 化 学研 究 所 ,四川 成 都 ,6 0 ) 0 4 1 1
摘要 : 以超 高 比表 面 积 活 性 炭 为 吸 附 剂 , 天 然 气 的 吸 附 储 存 性 能 进 行 了研 究 。结 果 表 明 , 高 比表 面 积 活 性 炭 具 有 较 强 对 超
的 循 环使 用 性 能 , 10次 循环 使 用 后 , 附储 存 天 然 气 的能 力 仅 下 降 9%左 右 。 然 气 的 脱 附 量(/ ) 脱 附 时 间 (s 间 满 经 8 吸 天 VmL与 t) /之 足 函数 关 系 : = 4 .L (一 7 , 然 气 脱 附 速 率 为 :Vd= 4 .h 吸 附 压力 PMP ) 天然 气 脱 附 量 增 加 百 分 率 ( 之 间 满 足 V 197 nt 9 . 天 ) 2 d /t 197 ; ( a与 %)
2 实 验 结 果 与讨 论
21 超 高 比表面 积 活性炭 循环 使用 性 能研 究 .
通 常情 况下 , 即使 将 天然气 经 过严 格 的预 处理 , 其 中仍 含 有一定 量 的杂 质气 体 。其 中 的杂质气 体 如
0
.
一
一
一
2 2 3 34 4 6 6 8 o — . . — 8 I
2 —0 03
4 -0 05
P r ie , m o esz n
图 1 超 高 比表 面 积 活 性炭 的 孔分 布
F g 1 P r ie d sr b t n o ci a e a b n s r e t i . o e s it i u i fa tv td c r o o b n z o
定 的吸 附温度 下通 入天 然气到 一定 的压 力 ,让 其
原料石 油 焦 与活 化剂 K H混 合 ,在一 定 的活 化温 O 度 、 化 时 间下 在惰 性 气 氛 中活 化 。冷 却 到 室 温经 活 洗涤 、 干燥 制得 超高 比表 面积 活性 炭 。
12 结 构 参数测 定 -
乘 幂 函数 关 系 : =C P 。 x “
关 键 词 : 高 比表 面积 活性 炭 ; 附剂 ; 然 气 ; 附 储 存 超 吸 天 吸
中 图分 类 号 : 4 o67 文献 标 识 码 : A 文 章编 号 :1 1 2 9 2 1 ) 2 3 一 4 1 0 - 1 ( O O 0 ・ 7o 3 9