硅胶的改性及其脱碳性能研究

陈彬剑，韩雨雪，王志强

(山东建筑大学 热能工程学院，山东 济南 250100)

天然气是世界能源的重要组成部分，在所有能源中最清洁有效.直接开采出的天然气富含酸性气体二氧化碳(CO)，CO的存在不仅降低天然气的热值，同时在水存在的情况下形成弱腐蚀性酸.为了降低CO对天然气运输管道及储存设备的伤害，需要对CO进行吸附捕获.目前，国内外多采用活化MDEA法、真空变压吸附法(vacuum pressure swing adsorption，简称VPSA)及膜分离法进行吸附捕获.其中VPSA工艺的原理是利用不同的吸附剂对混合吸附质的选择性吸附，再通过解压将吸附剂再生，因此吸附剂的选择成为衡量VPSA分离气体效率的重要指标之一.

常用的固体吸附剂包括活性炭、13X分子筛、硅胶等.其中硅胶(SG)是由多聚硅酸经分子内脱水而形成，属于Si—O四面体的无定形结构，拥有较大的比表面积和良好的物理吸附性能.同时其表面存在大量的羟基，能够提高气体吸附的选择性，目前已作为吸附材料被广泛应用，如天然气脱水、脱碳、氢气脱氯、挥发性有机化合物(VOC)吸附、苯蒸气吸附等.

为了提高硅胶的CO吸附性能，笔者采用浸渍法，将硅胶分别置于不同的氢氧化钾与硫酸溶液中浸渍，得到改性硅胶吸附剂，并利用静态容积法测试了不同吸附剂的CO吸附性能.通过对CO吸附量的比较，选择有效溶液种类，进一步探究最佳溶液浓度与吸附温度.为了得到吸附剂结构性能，揭示其吸附机制，对最佳吸附剂进行氮气吸脱附分析.通过对吸附剂……