吸附罐摇摆对13X-HP分子筛吸附性能的影响

发布时间：2019-11-23 11:33

【摘要】：针对海上天然气开采时吸附罐随海浪的波动而产生的摇摆问题,以13XHP分子筛为吸附剂,利用摇摆平台吸附高纯CO_2,考察吸附罐在静止和摇摆状态下吸附剂对CO_2的吸附性能。结果表明:13X-HP分子筛吸附高纯CO_2是单分子层吸附,吸附等温线属于I型,能够用Langmuir等温式对实验数据进行拟合;摇摆会提升吸附剂的吸附量,存在一个最佳的摇摆频率使吸附剂的吸附量最大;吸附过程中所放出的吸附热与吸附量的变化是一一对应的,随着吸附过程的进行,吸附罐内所达到的最高温度逐渐降低;吸附罐中间层的吸附主要发生在内部,随着吸附质向下运动,底端的吸附位置较中间层范围更广。
【图文】：

对比图,分子筛吸附,等温线

表２邋１３Ｘ－ＨＰ分子筛吸附等温线理论形式逡逑２邋结果与讨论逦逦逡逑实验状态逦Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温式逡逑２．１吸附等温线逦静态逦Ｖ0３．则逡逑以１３Ｘ－ＨＰ分子筛为吸附剂，高纯Ｃ０２为吸附质，逦１＋0＿５１８邋１１＊逡逑分别进行静动态的吸附实验，得到的吸附等温线如图逦动态ｉ逦，７＿邋３．８１４邋８２，邋｜３邋？３１0１逡逑２邋所示。根据邋ＩＵＰＡＣ（邋Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ邋Ｕｎｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｐｕｒｅ邋ａｎｄ逡逑Ａｐｐｌｉｅｄ邋Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）的分类标准，图２中的３条吸附逦动态２逦Ｖ邋＝逦＋邋３＇５５０邋８逡逑等温线都属于Ｉ型等温线，表明１３Ｘ－ＨＰ分子筛吸附邋逦逡逑Ｃ０２是单分子层吸附。逦从图２可以看出，静态与动态１、２的初始吸附量逡逑１0逦几乎相同，分别为３．６３、３．５８和３．６３邋ｍｇ／ｇ。说明摇摆逡逑对初始吸附量的影响不大。对比图２中的静态与动态逡逑动态２两种状态下的吸附等温线，随着压力的升高，在相同逡逑＇Ｉ邋７＿逦＾逦压力下摇摆会提升吸附剂的吸附量。当吸附平衡压力逡逑Ｉ邋＼邋Ｔ逦为１＿５邋ＭＰａ时，静态和动态２的吸附量分别为６．３６和逡逑Ｓ邋６逦９．２４邋ｍｇ／ｇ，提升了邋４５％。在低压下（０．５邋ＭＰａ邋前），动逡逑＾逦态２的吸附等温线上升较快，斜率较大，而静态下则较逡逑４＇邋＾逦为平缓，这表明摇摆对吸附过程有较好的促进作用。逡逑３逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦垂垂逦ＩＩ逦｜逦｜逡逑－０．２邋０邋０．２邋０．４邋０．６邋０．８邋１．０邋１．２邋１．４邋１．６逦在氋压区（0．邋５邋ＭＰａ以后），静态和动态２的吸附等温逡逑线基本呈平行关系，摇摆对吸附效果的影响较校吸逡

吸附罐,吸附过程,中间层,动态

１６逦令於＇逦种o"ｌ探杰逦第３６卷逡逑变化对比如图３所示。由图３可以看出，加气后动态邋温度最低，，中心半圆处的温度最高，一是由于壁面处的逡逑２的温度变化更加明显，对应点温度均高于动态１，此逦散热量最大；二也说明吸附罐中间层的吸附主要部位逡逑现象与吸附等温线所表现出的动态２吸附量高于动态逦是内部的吸附剂。随着吸附质向下运动，底层的吸附逡逑１相符，表明吸附剂在吸附过程中所放出的吸附热与邋现象与中间层的不同。从图３（ｂ）可以看出，Ｔ？与Ｔ，。逡逑吸附量的变化是一一对应的。对于每种状态，如图３逦的温度相差不多，说明吸附罐底端的主要吸附位置较逡逑中，３次加气后吸附罐内所达到的最高温度依次降低，逦中间层范围更广。从图３（ａ）和图３（ｂ）的对比还可以逡逑表明吸附剂吸附气体的量越来越少，吸附趋于饱和状逦看出，吸附罐中间层的温度略高于吸附罐的底端温度，逡逑态。在图３（ａ）中，Ｔ８、Ｔ７、Ｔ６温度依次递减，壁面处的逦这主要是由于在摇摆状态下底部的散热较大导致的。逡逑二邋二邋Ｓｇ逦ｇ２Ｔ６逡逑—？－动邋１邋Ｔ７逦动邋２Ｔ７逦．邋－Ｕ．邋ｙ邋ｒＪ邋ｎ邋Ｔ逦——动１Ｔ７邋——动邋２Ｔ７逡逑１２０｜■一动邋１Ｔ８邋一邋动邋２Ｔ８逦－动邋１ＴＳ逦２８｜￣—动１７８—动２丁８，．．．．，，．，逡逑２０邋－逦２４邋－逡逑■逦！邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋ｉ逦＾邋ｒ邋ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ邋ｉ逦２４邋￣１逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ＿逡逑０逦５０邋１００邋１５０邋２００邋２５０邋３００逦０逦５０逦１００逦１５０逦０逦２０邋４０邋６０逦８０邋１００邋１２０逡逑时间／ｓ逦时间／ｓ逦时间／ｓ逡逑（ａｌ）第１次逦（ａ２）第２次逦（ａ３）

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