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2016年第09期
2017-08-06
101

不同CH4/N2吸附模型拟合效果比较及吸附热力学分析

  • 作者:

    王德超
    杨志远
    刘娇萍
    廖宏斌
    李智华
  • 关键词:

    煤层气
    4/N2分离
    CH4/N2分离
    吸附模型
    吸附热力学
  • 作者单位:

    西安科技大学化学与化工学院

摘要

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摘要: 为给煤层气中甲烷与氮气的变压吸附分离提供相关的模型和热力学数据,采用静态体积法测试了温度298.15、313.15、328.15 K时,CH4/N2在自制炭分子筛上的吸附量,使用Langmuir等9个吸附模型对吸附量进行了非线性拟合,通过比较各吸附模型的拟合精度,得出最优化体积填充模型DA拟合效果最好,经验方程Freundlich模型拟合效果最差,Langmuir、Sips和Toth等模型拟合效果适中,同种模型对于N2的拟合程度好于CH4。同时对各模型的拟合参数进行了分析,BET方程不适合描述CH4、N2在该炭分子筛上的吸附,Langmuir、Toth、E-L等模型中饱和吸附量qm均随温度的升高而减小,且温度变化对于N2的饱和吸附量影响较大;E-L模型、Toth模型和Sips模型中反映吸附剂表面能量不均匀性的参数n随着温度的升高而增大,F-L模型中分形维数D的增大表明温度升高增加了炭分子筛表面不均一性。吸附热力学分析表明,该炭分子筛对于CH4、N2的平均等量吸附热分别为11.80、9.06 k J/mol,均属于物理吸附;随着吸附量的增大,N2的等量吸附热变化范围大于CH4。
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