發(fā)布時(shí)間：2022-09-18 18:25

　　相比于煤和石油來(lái)說(shuō),天然氣是一種潔凈能源,在燃燒時(shí),碳排放量少而且氮氧化物和硫氧化物幾乎實(shí)現(xiàn)了零排放。因此推廣使用天然氣可以從根本上改善當(dāng)今存在的環(huán)境污染問(wèn)題。我國(guó)存在大量的非常規(guī)天然氣,比如煤層氣、致密氣和頁(yè)巖氣等,非常規(guī)天然氣的開(kāi)采可以彌補(bǔ)常規(guī)天然氣儲(chǔ)量不足。但是在開(kāi)采過(guò)程中常常會(huì)混入大量的空氣,氮?dú)夂图淄樵跇?biāo)準(zhǔn)狀況下有著極其相似的物化性質(zhì),因此CH₄/N₂分離一直是分離領(lǐng)域中的難題。為了制備高效的CH₄/N₂分離吸附劑,本論文研究了以煤矸石為主要原料制備的型體NaX/活性炭復(fù)合材料（NaX/AC）,經(jīng)K+和Cs+離子交換后,不同離子交換度對(duì)復(fù)合材料中X沸石的結(jié)晶度、孔結(jié)構(gòu)以及CH₄/N₂吸附分離性能的影響。并且以煤矸石為原料,通過(guò)添加瀝青粉合成了型體Na A/活性炭復(fù)合材料（Na A/AC）,考察了不同晶化時(shí)間對(duì)A型沸石的形成、孔結(jié)構(gòu)以及CH₄/N₂吸附分離性能的影響。本文的主要研究?jī)?nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下:1.... 

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 選題背景
    1.2 CH_4/N_2分離技術(shù)
        1.2.1 低溫精餾法
        1.2.2 溶劑吸收法
        1.2.3 水合物法
        1.2.4 膜分離法
        1.2.5 變壓吸附
    1.3 變壓吸附分離原理
        1.3.1 位阻分離
        1.3.2 動(dòng)力學(xué)分離
        1.3.3 平衡分離
    1.4 PSA吸附劑
        1.4.1 活性炭
        1.4.2 碳分子篩
        1.4.3 沸石
        1.4.4 復(fù)合材料
    1.5 論文選題目的及意義
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 沸石/活性炭復(fù)合材料的制備
    2.3 鉀離子交換
    2.4 銫離子交換
    2.5 A型沸石/活性炭復(fù)合材料的制備
    2.6 樣品表征
        2.6.1 粉末X射線衍射分析
        2.6.2 比表面積和孔體積表征
        2.6.3 孔徑分布
        2.6.4 掃描電子顯微鏡
        2.6.5 紅外光譜（IR）分析
        2.6.6 甲烷和氮?dú)獾葴鼐�的測(cè)定
        2.6.7 吸附熱計(jì)算
第三章 鉀交換對(duì)復(fù)合材料氣體吸附性能的影響
    3.1 引言
    3.2 元素分析
        3.2.1 碳含量的測(cè)定
        3.2.2 沸石成分的測(cè)定
    3.3 X射線衍射分析
    3.4 紅外光譜測(cè)定
    3.5 孔結(jié)構(gòu)表征
    3.6 甲烷和氮?dú)獾奈叫阅軠y(cè)定
        3.6.1 298K下甲烷和氮?dú)馕降葴鼐�的測(cè)定和擬合分析
        3.6.2 273K下甲烷和氮?dú)馕降葴鼐�的測(cè)定和擬合分析
    3.7 吸附熱
    3.8 小結(jié)
第四章 銫交換對(duì)復(fù)合材料氣體吸附性能的影響
    4.1 引言
    4.2 元素分析
        4.2.1 碳含量的測(cè)定
        4.2.2 沸石成分的測(cè)定
    4.3 X射線衍射分析
    4.4 紅外光譜測(cè)定
    4.5 掃描電鏡表征
    4.6 孔結(jié)構(gòu)表征
    4.7 甲烷和氮?dú)獾奈叫阅軠y(cè)定
        4.7.1 298K下甲烷和氮?dú)馕降葴鼐�的測(cè)定和擬合分析
        4.7.2 273K下甲烷和氮?dú)馕降葴鼐�的測(cè)定和擬合分析
    4.8 小結(jié)
第五章 A型沸石/活性炭復(fù)合材料的制備及甲烷/氮?dú)馕椒蛛x性能的研究
    5.1 引言
    5.2 X射線衍射分析
    5.3 掃描電鏡表征
    5.4 孔結(jié)構(gòu)表征
    5.5 CH_4和N_2吸附性能測(cè)試
    5.6 吸附熱
    5.7 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]以內(nèi)蒙古地區(qū)的高鋁煤矸石為原料合成4A分子篩[J]. 馬兆菲,白杰,李春萍,張永鋒,江宇.  化工進(jìn)展. 2013(03)
[4]炭分子篩的結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)對(duì)其吸附分離CH4/N2和CO2/N2的影響[J]. 張薄,辜敏,鮮學(xué)福.  功能材料. 2012(20)
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[6]煤矸石制備4A分子篩工藝研究[J]. 許紅亮,程維高,李牧,郭輝,王海龍,陳德良,盧紅霞,張銳.  非金屬礦. 2011(02)
[7]開(kāi)發(fā)非常規(guī)天然氣是利用低碳資源的現(xiàn)實(shí)最佳選擇[J]. 胡文瑞.  天然氣工業(yè). 2010(09)
[8]煤礦區(qū)煤層氣低溫分離液化工藝功耗分析[J]. 陶鵬萬(wàn).  中國(guó)煤層氣. 2009(01)
[9]活性炭的表面含氧官能團(tuán)及其對(duì)吸附影響的研究進(jìn)展[J]. 孟冠華,李愛(ài)民,張全興.  離子交換與吸附. 2007(01)
[10]低溫法濃縮煤層氣中的甲烷[J]. 陶鵬萬(wàn),王曉東,黃建彬.  天然氣化工. 2005(04)

博士論文
[1]煤層氣提濃耦合工藝及優(yōu)化[D]. 張高博.華南理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]X沸石/活性炭復(fù)合材料在煤層氣中CH4/N2分離的應(yīng)用研究[D]. 張明勝.太原理工大學(xué) 2015
[2]變壓吸附回收乙烯（乙烷）的實(shí)驗(yàn)與模擬[D]. 何東榮.天津大學(xué) 2009
[3]真空脫附和變壓吸附處理?yè)]發(fā)性有機(jī)氣體的實(shí)驗(yàn)研究及其過(guò)程模擬[D]. 秦映心.中南大學(xué) 2009
[4]改性煤變壓吸附濃縮煤層氣中甲烷的研究[D]. 張福凱.重慶大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3680191