煤层气中CH4/CO2分离用椰壳活性炭的制备

为解决煤层气中CH4/CO2分离用吸附剂的难题,以椰壳炭化料为原料,通过水蒸气活化工艺制备活性炭吸附剂,考察了活化温度、活化时间和改性剂添加量对变压吸附分离CH4/CO2性能的影响.结果表明,制备活性炭吸附剂最适宜的条件为:炭化温度600℃,活化温度800℃,活化时间30 min,改性剂添加量10％.最适宜的条件下制备的活性炭吸附剂对CH4和CO2的饱和吸附量分别为2.34 mmol/g和3.23 mmol/g,CO2/CH4平衡吸附分离系数可达到10.27,较不改性条件下平衡分离系数提高了 190％,对CO2/CH4有良好的分离效果.随着活化温度的提高,CO2/CH4平衡吸附分离系数和CO2和CH4的吸附量均呈现先增加后降低的趋势,这是由于活化温度达到800℃后,活化温度反应速度显著增快,使微孔壁面容易烧穿形成中孔,甚至进一步形成大孔,活性炭吸附剂比表面积降低,微孔数量变少,吸附能力降低;随着活化时间的延长,CO2/CH4平衡分离系数和CO2和CH4的吸附量呈现先增加后降低的趋势,这是由于活化时间达到30 min后,更多的水蒸气和炭发生反应,使开始形成的微孔被烧穿,导致比表面积和微孔体积降低,对CO2和CH4的吸附能力也随之降低,对CO2的吸附能力降低更明显;随改性剂添加量的增加,CO2/CH4平衡分离系数逐渐增加,CO2和CH4的饱和吸附量呈现先增加后降低的趋势,吸附剂对CO2的吸附性能明显提高,对CH4的吸附性能则明显降低.