煤层气提纯碳分子筛研制：性能与影响因素分析

"本文主要研究了以无烟煤为原料，通过一步炭化-气相碳沉积工艺制造煤层气提纯用碳分子筛的过程，并探讨了碳沉积时间对碳分子筛分离性能的影响。实验结果显示，当碳沉积时间为60分钟时，制得的碳分子筛在性能和经济效益上最佳。通过CO2吸附分析和电子天平测试，确定了0.4至0.7纳米的孔结构对CH4/N2位阻效应起关键作用，而0.8至1.5纳米的孔及总孔孔容则影响碳分子筛处理原料气的能力。此外，该研究还对比了自制碳分子筛与商品碳分子筛在CH4/N2混合体系中的分离性能。" 在这篇研究中，作者张进华探讨了煤层气提纯技术的关键环节——碳分子筛的制备及其分离性能。煤层气是一种重要的清洁能源，其提纯过程对于减少温室气体排放和提高能源利用效率至关重要。文章采用了无烟煤作为原料，利用一步炭化-气相碳沉积工艺来制造碳分子筛，这种方法旨在简化生产步骤，降低成本。 碳沉积时间是决定碳分子筛性能的关键参数之一。通过对不同碳沉积时间的实验，研究人员发现，60分钟的碳沉积时间能够得到性能优良且经济实惠的碳分子筛。这种筛选出的最佳条件可以优化碳分子筛的生产和使用。 为了评估碳分子筛的性能，研究人员通过CO2吸附测试分析了样品的孔结构参数，利用电子天平测量了气体吸附能力。这些测试揭示了孔径在0.4至0.7纳米范围内的微孔结构对于CH4（甲烷）/N2（氮气）的位阻效应起着决定性作用。位阻效应是指由于分子大小差异导致的在孔隙中选择性吸附，有助于更有效地分离这两种气体。同时，他们还发现0.8至1.5纳米的孔以及总孔孔容对于碳分子筛处理原料气（如煤层气）的能力具有重要影响，这涉及到碳分子筛的吸附容量和工作效率。 此外，通过变压吸附装置对CH4/N2混合气体的分离性能测试，对比了自制碳分子筛与商业化碳分子筛的表现，进一步验证了研究结果的可靠性。这些发现对于改进现有的煤层气提纯工艺，提升碳分子筛的设计和制造具有实际意义，同时也为清洁能源领域的技术进步提供了新的思路。