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填充床內椰殼活性炭固載離子液體在沼氣凈化與催化中的應用研究海南大學

熊春榮研究背景Biogas22-25MJ/m3CH4

(70-80%)39.8MJ/m3CO2

(20-30%)H2S（微量）CO2<3%提高沼氣能量密度擴寬使用范圍除去CO2CO2含量過高不僅影響汽車點火還大大降低汽車功率將CH4含量提高到97%以上就可以滿足汽車對燃料要求研究方法與策略離子液體粘度大、價格高化學固載類似氣-固吸收便于操作與再生減少吸附過程中流失增加氣－液接觸面積提高吸收容量和速率研究方法與策略填充床的優(yōu)點：不需要分離吸附劑進行連續(xù)操作易擴大化生產脫碳后的甲烷吸附劑再生帶C02沼氣氣-液-固三相需要溶劑反應不可連續(xù)催化劑需要分離釜式反應器氣-固兩相無需溶劑催化劑損耗小產物帶走熱量連續(xù)反應工業(yè)化應用固定填充床反應器負載離子液體季銨鹽咪唑研究方法與策略載體孔隙結構不夠發(fā)達強度不夠粉狀-添加粘合劑高溫焙燒破壞有機結構固有的顆粒結構機械強度高耐磨性好椰殼活性炭二氧化硅聚合物薄膜SBA-15MCM-41將離子液體固載到椰殼活性炭上并在填充床中凈化沼氣制備椰殼活性炭負載的離子液體吸附劑特征陰離子交換沼氣凈化過程吸附劑用量：50g沼氣流速：50-400mL/min吸附溫度：20-50℃吸附壓力：0.1-0.5MPa固載型VS非固載型離子液體CO2在固載型離子液體的吸附過程中不受離子液體粘度的影響可以自由擴散。CO2的選擇吸收性SCO2inbiogas=等容吸附熱沼氣凈化過程—50mL/min(a)AC-[BPIM][Tf2N]和(b)AC-[BPIM-NH2][Tf2N]流速對吸附量的影響（Cout=3%）化學吸附在較高的沼氣流速下會產生較多的熱量，引起吸附位點局部過熱，進而導致吸附量隨沼氣流速的加快降低更加明顯。吸附-脫附循環(huán)反應10次循環(huán)后均能保持最初吸附能力的90%以上2.2負載咪唑類離子液體的制備與表征圖12活性炭咪唑類離子液體的制備流程元素分析表4離子液體負載量負載咪唑類離子液體3.負載離子液體在固定床中催化轉化CO2圖19固定床反應器中連續(xù)催化環(huán)加成反應流程圖考察反應溫度、壓力、連續(xù)反應時間的影響。1mL/min（環(huán)氧氯丙烷）負載咪唑類離子液體在固定床中催化轉化CO2表6負載咪唑類離子液體的催化活性反應條件：140℃,1.4MPa反應時間對環(huán)加成反應的影響圖25

連續(xù)反應時間對催化劑的影響四種負載咪唑類離子液體在使用50h后，ECH轉化率分別降為82%，79%，68.7%，58%，轉化率下降了3.9-

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