基于双位Langmuir模型活性炭的CH 4 吸附特征

发布时间：2021-12-18 02:45

　　较之于压缩天然气存储和液化天然气存储,天然气吸附存储（ANG）方式具有能显著降低储存压力和运行成本的优点,然而,要将测定的吸附量转化为绝对吸附量,需要采用合适的模型。为了准确预测活性炭上甲烷的总储存量,采用双位Langmuir模型描述并准确预测了甲烷在活性炭上的吸附行为,误差在5%以内;进而解释了温度介于283.15～323.15 K、压力介于0.1～14.0 MPa条件下,活性炭上甲烷吸附平衡的临界点。研究结果表明:①在过剩吸附量超过极大值后,不同温度下的吸附等温线将出现交叉现象,在交叉点后,温度越高过剩吸附量越大;②甲烷的吸附相体积和气相密度,随平衡温度和压力的变化而变化,随着温度的升高,体积密度项对于绝对吸附量的贡献逐渐减小;③在343.15 K和14 MPa以下,实际吸附甲烷量超过86.9%,游离甲烷相含量低于13.1%,游离甲烷相含量的贡献率随温度的升高而逐渐增大。结论认为,该模型能快速、准确地预测真实的甲烷存储量,可以为大型天然气吸附存储技术的研究和开发提供帮助。 

【文章来源】：天然气工业. 2020,40(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

甲烷在活性炭上的吸附等温线图

自由气相含量等于体积甲烷密度乘以气相体积（不包括吸附相体积）。气固吸附系统机理见图2。从Gibbs定义得到nGIP的方法更简单，可以表示为活性炭的整个自由体积（Vtot）与ρg的乘积再加上ne之和[24]。在式（10）中，所有3个量都是直接测量的，因此，根据ne的实验结果，采用式（10）估算nGIP的最大优点是简单、准确，这是其他吸附模型所不具备的。

为了研究不同温度下活性炭对CH4的吸附规律，建立了温度控制的吸附试验系统（图3）。该系统主要包括4个单元：温度控制单元、真空脱气单元、气体吸附单元和实时数据采集单元。试验箱采用变频温度控制，温度范围为-50～100℃，温度偏差小于1℃，温度波动小于0.5℃。4.2 试验过程

【参考文献】：
期刊论文
[1]CH4/N2在活性炭上吸附性能的研究[J]. 钟荣强,张玉娟.  石油与天然气化工. 2018(03)



本文编号：3541469