新型煤层气提纯BM-CMS碳分子筛的研究与性能优化

本研究论文聚焦于"煤层气浓缩用碳分子筛的研制及性能研究"这一主题，针对碳分子筛在煤层气提纯领域的应用进行了深入探讨。作者李兰廷等人以酚醛树脂废料为主要原料，通过添加特定助剂，采用了一体化的炭化/气相沉积工艺，成功制备出专为煤层气浓缩设计的新型碳分子筛(BMCMS)。这种新型碳分子筛的主要特点是其孔隙结构优化，尤其是以0.85纳米以下的微孔为主，大部分集中在0.4至0.65纳米之间，这使得BMCMS拥有超过66%的微孔占比，相比之下，商业碳分子筛(JCCMS)的相应比例稍低。 在性能评估方面，研究采用了CO2吸附法、加压热重法和四塔变压吸附法，对比了BMCMS和JCCMS在孔隙结构、甲烷(CH4)和氮气(N2)的吸附容量和速度上的差异。结果显示，BMCMS的孔径设计更有利于N2的吸附，因为其孔径大小约为N2分子的1.1至1.8倍，而对于CH4的吸附则有一定的阻碍作用。这表明BMCMS在选择性吸收煤层气中的N2，减少CH4含量方面具有优势。 实际应用中，BMCMS在PSA(压力 swing adsorption，变压吸附)过程中表现出色，能够显著提高煤层气中CH4的浓度，具体提升了25.6%，这意味着在煤层气提纯过程中，BMCMS能够提供更高效的分离效果，从而改善煤层气的纯度和能源利用效率。综合比较，BMCMS在煤层气浓缩过程中的实际运行指标优于商业碳分子筛JCCMS，显示出其在煤炭加工和洁净煤技术领域具有潜在的实用价值和市场前景。 本文的研究不仅提供了关于新型碳分子筛在煤层气提纯中的性能数据，还对煤炭行业的可持续发展提出了可能的技术解决方案，对于推动煤炭资源的高效开采和清洁利用具有重要意义。关键词包括碳分子筛、酚醛树脂废料、煤层气和变压吸附，这些都表明了文章在煤炭加工和环境保护方面的核心关注点。