第24卷第3期 天 然 气 工 业 工程建设
天然气吸附剂的开发及其储气性能的研究
助剂对KOH活化吸附剂性能的影响
陈进富 瞿梅 徐文东
(石油大学环境工程研究所 北京)
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陈进富等.天然气吸附剂的开发及其储气性能的研究 助剂对KOH活化吸附剂性能的影响.天然气工业,2004;24(3):123~125
摘 要 KOH是制备天然气吸附剂的优质活化剂,但目前尚存在使用量大并在活化后的样品中有部分金属钾残留的问题。对比了几种助活化剂(ZnCl2、FeCl3、HJ)与KOH复合活化对石油焦吸附剂储存甲烷性能的影响。结果表明:助剂ZnCl2、FeCl3与KOH的协同作用效果较差,难以提高KOH活化石油焦吸附剂的甲烷储存性能;但助剂FeCl3与KOH复合可减少,甚至消除活化反应后产生的金属钾;助剂HJ与KOH复合活化对减少KOH的用量,提高KOH的活化效果有利,并能有效控制活化反应后金属钾的残留。WKOH WC为3 1~4 1时,HJ KOH复合体系即可获得性能优异的甲烷吸附剂,其中WKOH WC为4 1的粉状吸附剂在3.5MPa、25 下的甲烷质量吸附量可达17.7%,有效体积储气量达92.6(体积比),5.0MPa下的有效体积储气量达111.5(体积比)。 主题词 天然气储存 吸附 吸附剂 氢氧化钾 助剂 甲烷 吸附量
天然气是一种理想的汽车替代燃料,其广泛应用的关键在于天然气的高能量密度储存。利用高比表面积、富微孔的吸附剂对天然气的吸附作用,在中低压下(3.5~6.0MPa)可储存接近在20.0MPa下的高压压缩储气量。中低压储存天然气技术具有许多优点,已成为一项备受关注的天然气高效储存技术。
天然气吸附储存(ANG)的关键在于吸附剂。理想的天然气吸附剂应具有以下主要特征:比表面积大(2000~3000m g)、微孔发达,孔径为1~2nm,微孔孔容大于1.5cm g、密度大。为此,人们开发了多种制备吸附剂的工艺,其中KOH活化法被认
成文中参考了: 杨云伦.对CNG充气站几个消防安全技术问题及措施的探讨.燃气汽车加气站技术培训讲义,2000:11; 李刚,邓杰.燃气汽车系统安全性研究.2001年四川天然气汽车技术论文集,第14页。
参 考 文 献
1 汽车加油加气站设计与施工规范编制组.汽车加油加气
站设计与施工规范(宣贯辅导教材).北京:中国计划出版
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为是制备优质天然气吸附剂的主要方法。笔者以石油焦为原料,采用KOH活化法已制备出在3.5MPa、25 下对天然气的质量吸附量达14%以上、有效体积吸附量达80~90(体积比)的高效粉状吸附剂。但KOH活化法尚存在以下2个主要问题:一是KOH的用量偏大,由于石油焦表面是非极性的,难以被KOH所润湿,两者在高温下融态反应时难以混合均匀,致使WKOH WC(质量比)为4 1~5 1时才能获得理想的天然气吸附剂;二是活化反应后样品中有少量金属钾残留,遇水及空气均会发生剧烈反应并着火,生产中存在着安全隐患。在此采用ZnCl2、FeCl3、HJ为助活化剂,考察了各种助活化剂对KOH活化吸附
社,2003:104~113
2 杨伦标,高英仪.模糊数学.广州:华南理工大学出版社,1998:64~70,84~86
3 梁延东.建筑消防系统.北京:中国建筑工业出版社.1997:2~5
4 童岱,黄海波.城市CNG加气站布点评价方法.中国公路学报,2002;15(4):8
(收稿日期 2003 06 22 编辑 居维清)
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*本成果受国家 十五 科技攻关项目(2001BA605A-14)和中国石油天然气集团公司资助。
作者简介:陈进富,1964年生,博士研究生,副教授;主要从事碳材料、新能源与可再生能源、油田炼厂污水处理等方面的科研与教学工作,已发表论文40余篇。地址:(102249)北京市昌平石油大学环境工程研究所。电话:(010)89733637。E mail:cjf64@http://www.77cn.com.cn