天然气在超高比表面积活性炭上脱附性能的研究

《天然气在超高比表面积活性炭上脱附性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2008年6月第30卷第3期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)lun．2008Vo1．30No．3天然气在超高比表面积活性炭上脱附性能的研究孑JJ＼玉恒(重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074)蒋毅(中国科学院成都有机化学研究所，四川成都610041)[摘要]以超高比表面积活性炭为吸附剂，以天然气为吸附介质，研究了不同存储压力、不同存储温度下天然气在超高比表面积活性炭上的脱附性能。结果表明，超高比表面积活性炭的天然气脱附量与存储压力呈正

2、比关系，在低压区，压力影响较强，在高压区，其影响变弱；与压缩存储相比，超高比表面积活性炭上单位体积的天然气脱附量显著提高，其增加比△V()与存储压力P之间存在幂函数关系：△V()=A×P-“’；天然气脱附量与存储温度呈反比关系，在低压区，温度影响较弱，在高压区，温度影响增强；在3．4OMPa下，天然气脱附量与存储温度之间存在线性关系：An()／nT=0．4。[关键词]天然气储存；吸附剂i活性炭；气体吸附；吸附量；压力；温度[中图分类号]TE821[文献标识码]A[文章编号]i000—9752(2008)O3—0154—03吸附天然气(ANG)技术是利用天然气分子在吸附剂内表面的物理吸附来储存

3、天然气的技术[13。与压缩天然气(CNG)技术相比，ANG技术具有安全系数高、成本低等优点。ANG技术可将天然气的存储压力降至3．5MPa，对于采出口压力在5．0MPa以上的天然气气田，可直接利用井口压力将天然气输入ANG存储系统。采用ANG储运技术，可将我国内地众多零散气井的天然气以较低的成本、较小的风险，方便灵活地输送到主管网中。在实际应用中，ANG技术除了受到吸附剂自身特性的制约外，应用过程中的压力和温度(包括吸脱附过程中的热效应)也将对其产生显著的影响E4]。笔者以所制得的超高比表面积活性炭为吸附剂，以天然气为吸附介质，通过测得不同储存条件下的天然气脱附量，定量地讨论了存储压力与存储

4、温度对超高比表面积活性炭上天然气脱附性能的影响。1试验部分1．1超高比表面积活性炭的制备以石油焦为原料，KOH为活化剂，在活化温度为800℃、活化时问为60min、m(KOH)／m(coke)为4：1的活化条件下，制得超高比表面积活性炭SAC。1．2活性炭吸附剂结构参数的测定利用低温(77K)N。吸附法，在ZXF-04自动吸附仪上对活性炭吸附剂的比表面积与孔结构进行测定，超高比表面积活性炭SAC的结构参数为：比表面积2874ml。／g；孑L容(D≤2．0nm)0．27ml／g；中空孔容(2．0nm

5、置，采用容量法测得天然气脱附量。以SAC为吸附剂，在一定温度下，通入天然气到一定压力，平衡足够的时间，在25℃常压下测量达到脱附平衡后天然气脱附量。管线及样品死体积由天然气测定并扣除，超高比表面积活性炭SAC在使用前于120℃真空干燥10h。[收稿日期]2007—11—12[基金项目]重庆市科技成果孵化基金项目(002-7)。[作者简介]孙玉恒(1978一)，男。2000年大学毕业，博士，讲师。现主要从事能源材料方面的研究工作。维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com第30卷第3期孙玉恒等：天然气在超高比表面积活性炭上脱附性能的研究·155。2结果

6、与讨论2．1活性炭的结构对天然气脱附量的影响表1超高比表面积活性炭SAC的天然气脱附量由表1可知，活性炭SAC的比表面积高达脱跗温度脱附量／ml·g／℃3．40MPa7．OOMPa2874m／g，中空孔容达1．50ml／g。如表2所示，在74025℃、3．40MPa下，单位质量超高比表面积活性炭656SAC的天然气脱附量达405ml／g。即使在7O℃、6155737．O0MPa下天然气的脱附量也达543ml／g。由此可见，543高的比表面积和大的中空孔容是活性炭用于吸附存储天然气时所必需的L5]。2．2存储压力对天然气脱附量的影响图1是不同压力下超高比表面积活性炭SAC的天然气脱附量曲线。由

7、图1可知，随着存储压力的增加，超要高比表面积活性炭SAC的天然气脱附量不断增大，两者呈正比关系。而且，在较低压力(0～3．00MPa)下，天蕃然气脱附量随存储压力的增加迅速增大。但当压力进一步升高时，天然气脱附量的增加幅度开始下降。00000000000∞∞∞∞∞∞∞加们这主要是因为在低压下，天然气的吸附主要发生在狭窄的、势能场较强孑L内，此时，天然气总脱附量的增加主要来自于吸附态甲烷脱附量的增加。而吸附图1