Tekstura i zdolności rozdzielcze węglowych sit molekularnych

• Autorzy: Bałys M. , Buczek B. , Ziętkiewicz J.

Warianty tytułu

EN

Structure and separation abilities of carbon molecular sieves

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprezentowano rezultaty badań przeprowadzonych dla pięciu wybranych węglowych sit molekularnych, produkowanych na skalę przemysłową (BF-H2, D55/2, F30/470 A, Takeda 5A i MSC 5A) pod kątem produkcji gazu wzbogaconego w metan w równowagowym procesie PSA (pressure swing adsorption). Mikro- i mezoporowatą strukturę tych sit określono z niskotemperaturowych izoterm adsorpcji azotu. Parametry struktury wyliczono z równania Dubinina-Raduszkiewicza, a rozkłady objętości mikroporów w funkcji ich wymiarów wyznaczono w oparciu o formalizm Horvatha-Kawazoe. Przydatność do wzbogacania w metan gazów zaazotowanych badano w teście symulującym podstawowe etapy procesu PSA. Wykazano zależność pomiędzy adsorpcją metanu z mieszaniny i parametrami charakteryzującymi teksturę tych adsorbentów.

EN

The paper aims to present the results of the studies on five carbon molecular sieves, manufactured on an industrial scale (D55/2, BF-H2, Takeda 5A, F30/470A, MSC-5A), with respect to their applicability in the enrichment of methane containing gases in the equilibrium PSA (pressure swing adsorption) process. Mesopore and micropore structures of carbon molecular sieves were determined using nitrogen adsorption/desorption isotherms measured at liquid nitrogen temperature. Parameters of the Dubinin-Radushkevich equation were calculated, as was the micropore size distribution by the Horvath-Kawazoe method. The usability of the carbon molecular sieves in enrichment of the methane containing gaseous mixtures was evaluated in the test that simulate the basic stage of the PSA process. Test consisted of the following steps: a) degassing column with adsorbent under vacuum; b) pressurisation with feed (nitrogen/methane mixture with 50% vol. of methane) to maximum pressure (2, 3, 4 bar); c) cocurrent desorption from maximum pressure to vacuum (0.05 bar). During that step methane concentration in outflowing gas was analysed. For all adsorbents, in test conditions, maximum enrichment in methane was above 80% independently on starting desorption pressure. Shape of desorption curves in all cases indicates that at the beginning of the process nitrogen is mainly desorbed and a product with a high concentration of methane is obtained as a vacuum is created. Range of pressures in which the product with a high concentration of methane is recovered depends mainly on starting pressure and on the type of carbonaceous adsorbent. The relationship between adsorption of methane from gas mixture and texture parameters characterizing the adsorbents was found. The highest separation property was observed for adsorbents with lowest dominant pore width and narrow pore size distribution.

Słowa kluczowe

PL

węglowe sito molekularne; mieszanina metanowa; adsorpcyjny rozdział mieszanin

EN

carbon molecular sieve; methane containing mixture; gas separation; PSA method

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2002
• Tom: T. 5, nr 2
• Strony: 117--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bałys M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Paliw i Energii, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Buczek B.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Paliw i Energii, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Ziętkiewicz J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Paliw i Energii, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Baron G.V., Industrial gas separation using PSA, (in:) E.F. Vasant (ed.) Separation Technology, Elsevier Science B.V., Amsterdam 1994.
• [2] Bansal R.C., Donnet J.B., Stoeckli H.F., Active Carbon, Marcel Dekker, New York 1988.
• [3] Horvath G., Kawazoe K., Method for the calculation of effective pore size distribution in molecular sieve carbon, Chem. Engn. Jpn. 1983, 16, 6, 470-475.
• [4] Dollimore D., Heal G.R., An improved method for the calculation of pore size distribution from adsorption data, J. Appl. Chem. 1964, 14, 109-114.
• [5] Bałys M., Buczek В., Ziętkiewicz J., Ocena przydatności adsorbentów do wzbogacania mieszanin CH4-N2 w równowagowym procesie PSA, Inż. Chem. Proc. 1997, 18, 2, 279-288.