分子筛变压吸附研究报告
变压吸附实验报告
变压吸附实验报告变压吸附实验报告引言变压吸附是一种重要的物理现象，广泛应用于化学、环境和材料科学等领域。
本实验旨在通过实验方法探究变压吸附的基本原理和特性，并通过实验数据分析得出相关结论。
实验方法实验采用一台变压吸附仪，样品为活性炭。
首先，将活性炭样品放入吸附仪的试样室中，并将室内温度控制在常温下。
然后，通过调节变压吸附仪的压力，使其在一定范围内变化，并记录吸附仪的压力和吸附量的变化。
实验结果在实验过程中，我们记录了不同压力下吸附量的变化。
实验结果表明，随着压力的增加，吸附量也呈现出增加的趋势。
然而，当压力达到一定值后，吸附量的增加趋势逐渐减缓，直至趋于平稳。
这表明在一定范围内，吸附量与压力之间存在着正相关关系，但吸附饱和度逐渐增加。
实验讨论通过实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 变压吸附是一种非线性现象。
吸附量与压力之间存在着正相关关系，但并非线性关系。
在低压力下，吸附量的增加速度较快，而在高压力下，增加速度逐渐减缓。
2. 吸附饱和度是一个重要的参数。
吸附饱和度反映了吸附剂的吸附能力。
在实验中，吸附剂的吸附饱和度随着压力的增加而增加，但增幅逐渐减小。
这对于了解吸附过程的动力学特性具有重要意义。
3. 温度对吸附过程有一定影响。
在实验中，我们将温度控制在常温下，但实际应用中，温度的变化可能会对吸附过程产生影响。
进一步的研究可以探究温度对吸附量和吸附饱和度的影响。
实验应用变压吸附在许多领域中具有广泛的应用价值。
例如，在环境科学中，变压吸附可以用于废水处理和大气污染控制。
在化学工程中，变压吸附可以用于分离和纯化混合物。
同时，变压吸附也可以应用于储能技术和气体储存等领域。
通过深入研究变压吸附的原理和特性，可以进一步拓展其应用范围和效果。
结论通过本次实验，我们对变压吸附的基本原理和特性有了更深入的了解。
实验结果表明，变压吸附是一种非线性现象，吸附量与压力之间存在正相关关系，但增加速度逐渐减缓。
吸附饱和度是一个重要的参数，反映了吸附剂的吸附能力。
变压吸附试验实验报告
变压吸附试验实验报告实验目的：本实验旨在通过变压吸附（Pressure Swing Adsorption, PSA）技术，研究气体分离过程中吸附剂对特定气体组分的吸附能力，以及在不同压力条件下的吸附效率，为工业气体分离提供理论依据和实验数据。
实验原理：变压吸附是一种利用吸附剂对不同组分在不同压力下吸附能力差异的分离技术。
在吸附过程中，吸附剂对目标组分的吸附能力随压力的增加而增强。
通过周期性地改变压力，可以实现吸附剂对目标组分的高效分离。
实验材料：1. 吸附剂：活性炭2. 气体混合物：氮气和氧气的混合气体3. 吸附装置：包括压力调节阀、吸附柱、气体流量计等4. 测量设备：压力计、温度计、气体分析仪实验步骤：1. 准备实验材料，将活性炭装入吸附柱中。
2. 将气体混合物通过吸附柱，调节压力至设定值，开始吸附过程。
3. 记录不同压力下的气体流量和组成，观察吸附效果。
4. 改变压力，进行吸附-解吸循环，记录数据。
5. 通过气体分析仪对吸附后的气体进行成分分析。
6. 重复步骤2-5，以获得不同条件下的吸附数据。
实验结果：1. 在低压条件下，吸附剂对氧气的吸附能力较弱，氮气为主要的通过组分。
2. 随着压力的增加，吸附剂对氧气的吸附能力显著增强，氧气的通过量减少。
3. 在吸附-解吸循环过程中，吸附剂表现出良好的循环稳定性和吸附效率。
实验结论：通过本次变压吸附实验，我们发现活性炭作为吸附剂在不同压力条件下对氧气和氮气具有不同的吸附能力。
在工业应用中，可以通过调节压力来实现氧气和氮气的高效分离。
此外，实验结果还表明，活性炭具有良好的循环利用潜力，为工业气体分离提供了一种经济可行的解决方案。
建议：1. 对不同种类的吸附剂进行变压吸附性能测试，以寻找更高效的吸附材料。
2. 进一步优化吸附-解吸循环条件，提高吸附效率和循环稳定性。
3. 将实验结果应用于实际工业生产中，进行规模化的气体分离试验。
本次实验报告到此结束，感谢阅读。
变压吸附制氮实验报告
变压吸附制氮实验报告变压吸附制氮机的原理分析变压吸附制氮机的原理分析川汇气体变压吸附制氮机名词解释及工作原理分析变压吸附（PSA）制氮技术，具有能耗低、低噪音、无污染、操作简便、性能稳定等优点。
可满足各种用气需要，在冶炼、金属加工、石化工业、电子工业、食品行业、仓储运输、等众多领域得到广泛使用。
变压吸附制氮机是以空气为原料，利用分子筛吸附剂对空气中氮、氧不同的吸附性能，在常温下变压吸附(简称PSA)制取氮气。
主要结构由空气净化系统，自动控制系统，制氮系统、氮气储罐等部分构成。
碳分子筛是由碳组成的多孔物质，孔结构模型为无序堆积碳素结构。
它分离空气的能力，取决于空气中各种气体在碳分子筛微孔中的不同扩散速度或不同的吸附力。
由于氧分子通过碳分子筛微孔系统的狭窄空隙的扩散速度比氮分子快得多。
因此，当加压时它对氧优先吸附，而氮则被富集成高纯度气体。
变压吸附制氮机正是利用这一特性，采用加压吸附、减压解吸的方式实现氮氧分离。
变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。
PSA制氮机工艺流程压缩后的空气经空气贮存缓冲罐进入活性碳过滤器，除去油和水，然后经过冷干机干燥冷却卸压再经过T级和A级精密过滤后进入两个吸附塔。
PSA制氮工艺流程是采用在常温下变压吸附（即PSA）为无热源的吸附分离过程，碳分子筛对吸附组合（主要是氧分子）的吸附容量因其分压升高而增加，因其分压的下降而减少。
这样，碳分子筛在加压时吸附，减压时解吸，放出被吸附的部分，使碳分子再生，形成循环操作。
变压吸附过程，循环操作包括：吸附、均压、降压、释放、冲洗，然后再充压、吸附几个工作阶段，形成循环操作过程。
PSA制氮装置根据流程的再生压力不同，可分为真空再生和常压再生流程。
在两种流程中，原料空气经无油空压机压缩调压后，进入除油系统和冷却器，再经干燥进入碳分子筛吸附塔，吸附塔的上部排出产品氮气，被吸附的氧气直接排放到大气中，实现碳分子筛的再生。
变压吸附实验报告
变压吸附实验报告
本实验旨在了解变压吸附的原理和应用，通过实验验证吸附剂的不同选择会对吸附行为产生不同的影响，同时熟悉实验过程中的操作技能。
实验过程中以甲醇为吸附剂，在不同的压力下，使用不同的吸附剂（分别为MgO和活性炭），探究吸附剂种类和压力对甲醇吸附率的影响。
首先进行吸附剂的性质鉴定，MgO、活性炭的颗粒大小和形状、孔径分布等均需要进行测试，以保证实验结果的可靠性。
然后，将吸附剂装入固定的压力容器中，加入甲醇进行吸附。
实验过程中需要控制压力，记录吸附过程中的压力和时间变化，以便进行后续分析。
实验结果显示，在MgO表面上，甲醇分子分解成CH3O-和H+。
CH3O-负离子与Mg2+正离子形成了离子对，存在于MgO孔隙中；而H+离子则吸附在MgO表面，形成了酸性实体。
因此，甲醇在MgO上的吸附率相对较低，且呈现明显的消退效应。
而在活性炭上，甲醇主要是通过物理吸附作用与活性炭表面吸附。
活性炭的孔隙结构较为复杂，具有较多的微孔和介孔，可以提供更多的吸附位点和表面积，因此甲醇在活性炭上的吸附率相对较高。
结果还显示，当压力升高，甲醇的吸附率也会随之升高，因为在较高的压力下，甲醇分子的活性增强，更容易与吸附剂的孔隙表面相互作用。
但是，当压力超过一定值后，甲醇的吸附率反而开始下降，这是由于过高的压力会导致吸附位点的饱和和甲醇分子间的竞争作用引起的。
综上所述，不同的吸附剂在吸附过程中表现出截然不同的特性，这些特性包括表面化学性质、孔隙结构和表面面积等。
此外，在不同的压力下，吸附剂的性能也会发生变化，因此在实际应用中需要根据吸附剂的适应性和效率等因素进行选择。
变压吸附实验报告
一、实验目的1. 理解变压吸附的原理，掌握其基本操作步骤。
2. 掌握使用碳分子筛作为吸附剂，通过变压吸附方法分离空气中氮气和氧气的操作技能。
3. 分析实验数据，了解压力、温度等参数对吸附效果的影响。
二、实验原理变压吸附（PSA）是一种利用吸附剂对不同气体吸附能力差异，通过改变压力和温度来实现气体分离的方法。
实验中，以空气为原料，以碳分子筛为吸附剂，通过变压吸附的方法分离空气中的氮气和氧气，达到提纯氮气的目的。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 空气- 碳分子筛- 真空泵- 空压机- 气体转子流量计- 氧分析仪- 吸附塔（管径38mm，管长750mm，304不锈钢材质）- 真空泵（旋片式真空泵，抽速2L/s，转速2800r/min，功率370w）- 气体转子流量计（16-160ml/h和25-250ml/h）- 吸附剂（PSA-5A型富氧分子筛，颗粒规格0.4-0.8mm）- 氧分析仪（防爆式氧气浓度传感器，量程0~100%，最小检测量0.01%，输出信号4-20mA，DC24V供电）- 工作压力计（-0.1-0.6MPa，温度计0-100）- 中央处理器（执行速度0.64s，内存容量16K，内建Ethernet支持Modbus TCP及Ethernet/IP通讯协议）- 模拟量模块（高达16位分辨率，总和精度0.5%，内建）2. 实验仪器：- 吸附塔- 真空泵- 空压机- 气体转子流量计- 氧分析仪- 工作压力计- 中央处理器四、实验步骤1. 将吸附塔清洗干净，并填充适量的碳分子筛。
2. 启动空压机，调节气体流量计，使空气以一定流速通过吸附塔。
3. 启动真空泵，将吸附塔内气体抽至一定压力。
4. 记录吸附塔内压力和气体流量数据。
5. 将吸附塔内气体升温至一定温度，使吸附剂解吸，记录解吸过程中的压力和气体流量数据。
6. 重复步骤3-5，观察吸附剂再生效果。
7. 记录实验过程中氧气浓度变化，分析变压吸附对氧气浓度的影响。
PSA变压吸附分子筛失活因素分析及对策
PSA变压吸附分子筛失活因素分析及对策变压吸附（PSA）气体分离技术是依靠压力的变化来实现吸附与再生的，因而再生速度快、能耗低，属于节能型气体分离技术。
在各类制氢工艺中，变压吸附制氢因其工艺流程简单、产品纯度高、规模变化灵活以及生产成本低的特点而成为当前制氢方式的首选[1]。
近年来，高端化工产业的高速发展，对氢能源的需求不断增大，变压吸附技术必将在我国得到更大的发展与应用[2]。
分子筛是变压吸附必不可少的吸附剂，且占比成本高，用量多。
为降低氢气成本，増强市场竞争能力，国内外研究者对制氢方法及净化方面做了大量的研究工作[3]，尤其分子筛的高效利用和长周期使用问题，是制约氢气收率和成本控制的关键所在。
一、变压吸附的基本原理变压吸附分离技术[4-5]基于气体在固体吸附剂上的物理吸附平衡的原理，以吸附剂在不同压力条件下对混合物中不同组分平衡吸附量的差异为基础，在高压下进行吸附，在低压下脱附，从而实现混合物分离的化工循环操作过程。
PSA变压吸附脱碳和提氢装置中的吸附主要为物理吸附，物理吸附是依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（即范德华力）进行的吸附。
其特点是：吸附过程中没有化学反应，吸附过程进行的极快，参与吸附的各相物质间的平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆的。
而分子筛对物质的吸附就是来源于物理吸附（范德华力），其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场，对极性分子（如水）和不饱和分子表现出强烈的吸附能力。
二、荒煤气变压吸附提氢工艺简介荒煤气先经预处理工序脱除焦油和萘等杂质，再进入提浓工序脱除二氧化碳、一氧化碳、氮气及甲烷等杂质，最后经氢气提纯工段进行进行一步净化提纯，得到纯度99.99%的氢气产品（详见下图1）。
三、分子筛吸附剂失活因素分析3.1分子筛粉化造成吸附活性降低（1）原料气水分超标。
预处理后的原料气水分含量高，对分子筛危害极大。
因分子筛有很强的吸水性，而且与水有很强的亲和力，在PSA变压吸附常温条件下很难将其脱附，这样就造成分子筛对杂质气体的吸附容量下降无法提高氢气纯度。
实验十五碳分子筛变压吸附提纯氮气
实验十五碳分子筛变压吸附提纯氮气利用多孔固体物质的选择性吸附分离和净化气体或液体混合物的过程称为吸附分离。
吸附过程得以实现的基础是固体表面过剩能的存在，这种过剩能可通过范德华力的作用吸引物质附着于固体表面，也可通过化学键合力的作用吸引物质附着于固体表面，前者称为物理吸附，后者称为化学吸附。
一个完整的吸附分离过程通常是由吸附与解吸（脱附）循环操作构成，由于实现吸附和解吸操作的工程手段不同，过程分变压吸附和变温吸附，变压吸附是通过调节操作压力（加压吸附、减压解吸）完成吸附与解吸的操作循环，变温吸附则是通过调节温度（降温吸附，升温解吸）完成循环操作。
变压吸附主要用于物理吸附过程，变温吸附主要用于化学吸附过程。
本实验以空气为原料，以碳分子筛为吸附剂，通过变压吸附的方法分离空气中的氮气和氧气，达到提纯氮气的目的。
A 实验目的（1）了解和掌握连续变压吸附过程的基本原理和流程；（2）了解和掌握影响变压吸附效果的主要因素；（3）了解和掌握碳分子筛变压吸附提纯氮气的基本原理；（4）了解和掌握吸附床穿透曲线的测定方法和目的。
B 实验原理物质在吸附剂（固体）表面的吸附必须经过两个过程：一是通过分子扩散到达固体表面，二是通过范德华力或化学键合力的作用吸附于固体表面。
因此，要利用吸附实现混合物的分离，被分离组分必须在分子扩散速率或表面吸附能力上存在明显差异。
碳分子筛吸附分离空气中N2和O2就是基于两者在扩散速率上的差异。
N2和O2都是非极性分子，分子直径十分接近（O2为0.28nm，N2为0.3nm），由于两者的物性相近，与碳分子筛表面的结合力差异不大，因此，从热力学（吸收平衡）角度看，碳分子筛对N2和O2的吸附并无选择性，难于使两者分离。
然而，从动力学角度看，由于碳分子筛是一种速率分离型吸附剂，N2和O2在碳分子筛微孔内的扩散速度存在明显差异，如：35℃时，O2的扩散速度为2.0×106，O2的速度比N2快30倍，因此当空气与碳分子筛接触时，O2将优先吸附于碳分子筛而从空气中分离出来，使得空气中的N2得以提纯。
变压吸附 分子筛 氢气
变压吸附分子筛氢气变压吸附分子筛氢气的广度与深度1. 引言变压吸附分子筛是一种重要的物理吸附材料，具有广泛的应用领域，尤其在氢气储存和分离方面具有重要意义。
本文将从广度和深度方面对变压吸附、分子筛和氢气进行探讨，旨在帮助读者全面理解和运用这一领域的知识。
2. 变压吸附的概念及原理变压吸附是指在不同压力条件下，气体和固体之间发生的吸附作用。
在变压吸附过程中，分子筛被广泛应用，它可通过孔道和空隙的特殊结构，实现对气体分子的选择吸附。
变压吸附的原理基于分子筛的特性，它由微孔组成，这些微孔的尺寸和形状可以选择性地吸附特定大小或特定性质的分子。
以氢气为例，由于其分子体积小，分子筛的微孔尺寸常常能够准确地吸附氢气分子。
3. 分子筛的结构和类型分子筛是一种高度有序的晶体结构，在应用中通过调节其孔道大小和形状，可以使其具有吸附和分离不同气体分子的能力。
常见的分子筛类型包括沸石型、硅铝酸盐型、微孔型等。
在氢气储存和分离中，常用的分子筛有3A、4A、5A和13X等。
这些分子筛以其独特的孔道结构，可以在不同压力条件下实现高效的氢气吸附和释放，具有重要的应用潜力。
4. 氢气储存中的变压吸附技术氢气储存是应用变压吸附的关键领域之一，它对储能材料的吸附容量、吸附速率和循环稳定性提出了高要求。
目前，分子筛在氢气储存中具有独特的优势。
分子筛具有高表面积和丰富的孔道结构，使其能够实现高吸附容量。
分子筛的吸附和解吸速率较快，可在短时间内吸附大量氢气。
分子筛具有良好的循环稳定性，可经受多次充放氢循环而不失活。
5. 分子筛在氢气分离中的应用除了氢气储存，分子筛还被广泛应用于氢气分离领域。
氢气分离是一项关键的工艺技术，用于提取高纯度的氢气。
而分子筛的独特孔道结构和吸附选择性能使其成为一种理想的氢气分离材料。
分子筛的分离性能可以通过控制孔道尺寸和表面亲疏水性来调节，进而实现对混合气体中的氢气的高选择性吸附。
这种选择性吸附作用可有效提取高纯度的氢气，具有重要的应用前景。
碳分子筛变压吸附提纯氮气,实验报告
碳分子筛变压吸附提纯氮气,实验报告实验报告一、实验目的1.了解气体吸附和压缩变化的实验原理和方法。
2.掌握碳分子筛提纯氮气的基本原理和方法。
3.正确操作反应器，调整参数，保证实验操作的可行性。
二、实验原理气体吸附和压缩变化是利用气体分子间相互作用力发生变化的现象。
当气体分子集中在碳分子筛的表面时，它们会被吸附到碳分子筛的内部孔道中。
当气体压力加大时，筛子内气体的压缩随着压力的增大而增大。
在反应器内，通过平衡吸附和压缩两种力作用的平衡状态来提纯气体，实现气体分离和回收。
氮气可以通过分子筛分离技术进行提纯。
在碳分子筛中，氮气分子的大小比氧气分子大，可以通过对分子筛进行调整来控制氮气和氧气分子的吸附和压力变化，从而达到提纯氮气的目的。
三、实验仪器和材料1.碳分子筛实验装置2.N2 /O2 混合气体（氮气和氧气的体积比为8：2）3.滴定用酸和碱四、实验步骤1.开启实验装置，调整氮气和氧气的流量，将混合气体导入碳分子筛反应器。
2.开始加压，一直加压至2.5Mpa，然后保持此压力稳定5分钟。
3.缓慢减压到空气，使压力恢复到大气压之下。
4.在反应器出口进行比色检测，检测混合气体中的氮气和氧气的含量，检测值在理论值的范围内。
5.使用滴定用酸和碱对氮气进行酸碱度测试，并进行鉴定。
五、实验结果与分析在实验中，搭载碳分子筛仪器，可以成功提纯氮气和氧气混合气体。
通过实验，发现在恒定压力下，碳分子筛的内孔对氧气和氮气具有不同的吸附能力，可以实现氮气和氧气的分离。
并且，实验物质的质量达到了实验目的，具体表现在反应器中氧气和氮气的比例在实验结果范围之内。
六、实验结论通过本实验的实验过程和结果分析，可以得出结论：使用碳分子筛仪器可以较好地分离氮气和氧气，实现提纯氮气的目的。
本实验的实验结果符合实验目的要求。
七、实验中的问题及处理方法在实验过程中，发现碳分子筛在加压和减压过程中的温度和压力变化影响到实验结果。
为了解决这个问题，通过测量温度和压力，对加压和减压速率进行了调整和控制，保证实验的准确性和可行性。
炭分子筛变压吸附提纯氮气实验
穿透时间t0 （min）
A
B
C
c) 根据上表计算不同条件下的动态吸附容量：
G
=
VN
×
32 22.4
× t0
×
(x0
−
xB )
W
VN
= T0 × P ×V T × P0
不同条件下的动态吸附容量计算结果
吸附压力
吸附温度
实际气体流量
穿透时间
动态吸附容量
（Mpa）
（℃）
（L/h）
（min）
氧气 g/吸附剂 g
G．结果及讨论
（1）在本装置中，一个完整的吸附循环包括哪些操作步骤？ （2）气体的流速对吸附剂的穿透时间和动态吸附容量有何影响？为什么？ （3）吸附压力对吸附剂的穿透时间和动态吸附容量有何影响？为什么？ （4）根据实验结果，你认为本实验装置的吸附时间应该控制在多少合适？ （5）该吸附装置在提纯氮气的同时，还具有富集氧气的作用，如果实验目的是为了获得富氧， 实验装置及操作方案应作哪些改动？
一般略高于目标值。本实验要求N2的浓度≥95%，即出口O2应≤5%，因此，将穿透点定为O2出口浓 度为 4.5%～5.0%。
为确保产品质量，在实际生产中吸附柱有效工作区应控制在穿透点之前，因此，穿透点（a点）
的确定是吸附过程研究的重要内容。利用穿透点对应的时间（t0）可以确定吸附装置的最佳吸附操作 时间和吸附剂的动态吸附量，而动态吸附容量是吸附装置设计放大的重要依据。
开始测定穿透曲线。 7) 穿透曲线测定方法：系统运行大约 30min 后，观察计算机操作屏幕，当操作状态进入 K1
的瞬间开始，迅速按下面板上的计时按钮，然后，每隔 1 分钟，用针筒在取样口处取样分 析一次（若 K1=600s，取 10 个样），读取并记录样品氧含量（体积百分数 V%），同时记录 吸附时间、压力、温度和气体流量。 取样注意事项： 每次取样 8-10ml，将针筒对准取样口，使气体自然充入针筒中。 取样后将针筒拔下，迅速用橡皮套封住针筒的开口处，以免空气渗入影响分析结果。 8) 改变气体流量，将流量提高到 6.0L/H，然后重复（6）和（7）步操作。 9) 流量保持不变，调节压缩机出口气体减压阀，将气体压力升至 0.6 MPa（表压），重复第（5） 到第（7）步操作。 10) 停车步骤：
变压吸附实验报告
变压吸附实验报告1. 实验目的本实验旨在探究变压吸附在化学分离和催化反应中的应用，并验证其在分离杂质和增加反应速率中的作用。
2. 实验原理变压吸附是一种利用吸附剂与物质之间相互作用力的差异，通过改变温度、压力等外部条件，使吸附剂吸附特定物质，分离采用的一种方法。
变压吸附常用于分离杂质、去除污染物和提纯目标物质等过程。
在实验中，我们选取了一种特定的吸附剂，并设计了不同温度和压力下的实验条件。
通过变压吸附实验，我们可以观察到吸附物质在不同条件下的吸附量和吸附速率的变化趋势，进而分析吸附机理和优化实验条件。
3. 实验步骤3.1 实验器材准备•变压吸附实验装置•吸附剂样品•温度控制装置•压力控制装置•电子天平3.2 实验样品制备根据实验需要，准备吸附样品，确保样品纯度高且符合实验要求。
3.3 实验条件设置根据实验设计，确定实验温度和压力范围，并设置相应的温度控制装置和压力控制装置。
3.4 实验数据采集在不同温度和压力条件下，使用实验装置进行实验，记录吸附剂对吸附物质的吸附量和吸附速率数据。
3.5 实验数据处理根据实验数据，绘制吸附量和吸附速率随温度和压力变化的曲线图，并进行数据分析和拟合，以获得吸附机理和最优实验条件。
4. 实验结果与讨论根据实验数据处理得到的曲线图，我们可以观察到吸附量和吸附速率随温度和压力的变化情况。
通过分析曲线形状和变化趋势，可以判断吸附机理和选择最佳实验条件。
在实验过程中，我们发现随着温度的升高，吸附量呈现逐渐减小的趋势，而吸附速率则呈现逐渐增加的趋势。
这表明在较高温度下，吸附剂与吸附物质之间的相互作用力减弱，导致吸附量减少，但吸附速率加快。
另外，随着压力的增加，吸附量和吸附速率同时增加，这说明在较高压力下，吸附剂对吸附物质的吸附能力增强。
这可能是由于吸附剂表面积增大，有效吸附位点增多，从而提高了吸附量和吸附速率。
5. 结论通过本次实验，我们验证了变压吸附在化学分离和催化反应中的应用。
变压吸附实验报告
变压吸附实验报告篇一：分子筛变压吸附研究报告院级本科生科技创新项目研究报告项目名称变压制富氧分子筛延长寿命的研究立项时间XX年10月计划完成时间 XX年12月项目负责人储万熠学院与班级冶金与生态工程学院冶金1302班北京科技大学教务摘要变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。
制氧吸附剂的性能优劣和使用寿命直接影响产品气的氧浓度和收率，氮吸附容量是评价制氧吸附剂性能优劣的一项重要指标。
本课题首先对分子筛进行XRF分析、XRD表征和TEM 表征探究分子筛的物理及化学性质，确定对分子筛造成影响的条件。
ANSYS FLUENT中的多孔介质模型可以模拟多孔介质内的流体流动、“三传一反”。
PSA空分吸附床由固体吸附剂颗粒填充而成，气-固两相区可作为多孔介质，因此可基于多孔介质模型对变压吸附空分吸附床进行模拟，从而得到床层内气体的流动状态和组分浓度分布情况。
为研究提高分子筛寿命的研究提供可靠有效的实验数据。
Research of Prolong the Life ofPressure-Swinging-Oxygen-Making Molecular Sieve AbstractThe keyfactorof thepressure swinging oxygen making is oxygen adsorbentandoxygenprocess. The quality and service life of oxygen adsorbentdirect impact on the oxygenconcentrationandyield of productgas, nitrogen adsorptioncapacity ofthe oxygensorbentperformanceevaluation ofthe meritsofan important indicator.This paperfirstdo XRFanalysis, XRDandofmolecular TEMcharacterization sieveinquiryto ofphysicalandchemicalproperties theimpact onmolecular determinesievesconditions.The porous medium model in ANSYS FLUENT can simulate fluid flow in porous media. PSA air separation adsorbent bed is filled by a solid sorbent particles, gas - solid two phase region as a porous medium, thus can simulate the pressure swing adsorption air separation adsorbent bed based on the porous medium model, resulting in the flow state within the bed ofgas and component concentration distribution for providing valid and reliable experimental data of improving molecular sieve’s life.目录1引言 ................................................ ................................................... (1)1.1课题研究背景................................................. .. (1)1.2课题研究目的及意义 ................................................ (1)2原矿矿物学分析 ................................................ . (2)2.1分子筛XRF分析 ................................................ . (2)2.2 分子筛XRD表征 ................................................ (3)2.3 分子筛TEM表征 ................................................ .. (5)2.4 分子筛孔隙率实验 ................................................ (6)2.4.1 失活实验 ................................................ . (6)2.4.2 活化实验 ................................................ . (6)2.4.3 差热曲线 ................................................ . (7)3 ANSYS FLUENT模拟 ................................................ (8)3.1 模型建立 ................................................ (8)3.2 模拟结果 ................................................ . (11).............................................. . (11)3.2.2 速度云图 ................................................ . (11)3.2.3 温度云图 ................................................ . (12)4 FLUENT模拟结论 ................................................ . (12)参考文献 ................................................ .. (12)1 引言1.1 课题研究背景变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。
碳分子筛变压吸附提纯氮气,实验报告
碳分子筛变压吸附提纯氮气,实验报告实验三变压吸附变压吸附实验利用多孔固体物质的选择性吸附分离和净化气体或液体混合物的过程称为吸附分离。
吸附过程得以实现的基础是固体表面过剩能的存在，这种过剩能可通过范德华力的作用吸引物质附着于固体表面，也可通过化学键合力的作用吸引物质附着于固体表面，前者称为物理吸附，后者称为化学吸附。
一个完整的吸附分离过程通常是由吸附与解吸（脱附）循环操作构成，由于实现吸附和解吸操作的工程手段不同，过程分变压吸附和变温吸附，变压吸附是通过调节操作压力（加压吸附、减压解吸）完成吸附与解吸的操作循环，变温吸附则是通过调节温度（降温吸附，升温解吸）完成循环操作。
变压吸附主要用于物理吸附过程，变温吸附主要用于化学吸附过程。
本实验以空气为原料，以碳分子筛为吸附剂，通过变压吸附的方法分离空气中的氮气和氧气，达到提纯氮气的目的。
一实验目的（1）了解和掌握连续变压吸附过程的基本原理和流程；（2）了解和掌握影响变压吸附效果的主要因素；（3）了解和掌握碳分子筛变压吸附提纯氮气的基本原理；（4）了解和掌握吸附床穿透曲线的测定方法和目的。
二实验原理物质在吸附剂（固体）表面的吸附必须经过两个过程：一是通过分子扩散到达固体表面，二是通过范德华力或化学键合力的作用吸附于固体表面。
因此，要利用吸附实现混合物的分离，被分离组分必须在分子扩散速率或表面吸附能力上存在明显差异。
碳分子筛吸附分离空气中N2和O2就是基于两者在扩散速率上的差异。
N2和O2都是非极性分子，分子直径十分接近（O2为0.28nm，N2为0.3nm），由于两者的物性相近，与碳分子筛表面的结合力差异不大，因此，从热力学（吸收平衡）角度看，碳分子筛对N2和O2的吸附并无选择性，难于使两者分离。
然而，从动力学角度看，由于碳分子筛是一种速率分离型吸附剂，N2和O2在碳分子筛微孔内的扩散速度存在明显差异，如：35℃时，O2的扩散速度为2.0×106 ，O2的速度比N2快30倍，因此当空气与碳分子筛接触时，O2将优先吸附于碳分子筛而从空气中分离出来，使得空气中的N2得以提纯。
变压吸附实验报告结论
变压吸附实验报告结论引言变压吸附是一种常用的分离和纯净化技术，其原理是利用吸附剂表面的孔隙结构和化学性质来吸附和分离混合物中的组分。
在变压吸附实验中，我们通过改变吸附剂的压力和温度来研究吸附过程的影响因素，并得到了一些有价值的结论。
实验目的本实验的目的是通过变压吸附实验研究吸附剂对混合物中的组分的吸附能力，并分析吸附过程对压力和温度的依赖关系。
结论经过实验，我们得到了以下结论：1. 吸附剂的压力对吸附能力有重要影响实验结果表明，随着压力的增加，吸附剂对混合物中组分的吸附能力增强。
这是因为增加压力能够提高吸附剂表面的吸附位点密度，从而增加混合物中分子与吸附剂之间的相互作用。
因此，在实际应用中，通过增加压力可以增强吸附过程，提高纯化效果。
2. 温度对吸附过程具有复杂影响根据实验结果，我们发现温度对吸附过程具有复杂的影响。
在低温下，吸附剂的吸附能力较高，但随着温度的升高，吸附能力逐渐降低。
这是因为温度的升高会增加分子的动能，从而减弱分子与吸附剂之间的相互作用力。
但是，在一定温度范围内，适当的升温可以促进吸附剂的再生，提高吸附剂的稳定性和寿命。
3. 吸附过程的反应动力学与吸附剂性质有关实验结果还显示，吸附过程的反应动力学与吸附剂的物理和化学性质有关。
吸附剂的孔隙结构、表面活性和化学组成等特性影响着吸附剂对混合物中组分的选择性吸附和分离能力。
因此，在应用变压吸附技术时，需要选择合适的吸附剂，以实现高效、选择性的分离纯化。
4. 吸附剂的再生能力影响其循环使用性能实验中观察到，吸附剂在多次循环使用后，吸附能力会逐渐降低。
这是由于吸附剂表面的活性位点被吸附的组分占据，导致吸附剂的再生能力下降。
因此，为了保持吸附剂的长期稳定性和高效性，需要定期进行再生处理或更换吸附剂。
结束语通过变压吸附实验，我们得到了有关吸附剂吸附能力、温度影响、反应动力学和再生能力等方面的重要结论。
这些结论对于进一步理解和应用变压吸附技术具有重要意义，并为相关领域的研究和实践提供了有益的参考和指导。
分子筛吸附分离技术的研究现状
分子筛吸附分离技术的研究现状作者：万冬冬来源：《中国科技博览》2019年第06期[摘要]分子筛因其独特的孔道结构被广泛应用于吸附分离领域。
本文主要介绍了分子筛吸附剂在清洁燃料生产、环境保护、气体分离等领域的研究现状，同时对分子筛吸附剂的研究方向提出指导意见。
[关键词]分子筛；吸附剂；清洁燃料；环境保护；气体分离中图分类号：G717 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0045-01前言：分子筛是一类具有独特孔道结构的吸附剂，骨架中硅氧四面体和铝氧四面体通过氧桥键相连，空间呈网状结构，可将大小不同的分子进行选择性吸收，起到“筛分”分子的作用。
目前，分子筛主要有A型、X型、Y型的低硅分子筛；M型、β型中硅分子筛以及具有代表性ZSM-5的高硅分子筛。
分子筛因其较强的吸附能力，使其在分离领域获得一致认可，同时推动了分离技术的发展。
随着国家对环境管控力度的加强，分子筛吸附分离技术在化工、环保、生物等领域得到广泛应用。
1 分子筛的工业应用1.1在清洁燃料生产领域的应用1.1.1吸附脱硫相比传统的加氢脱硫来说，吸附脱硫具有操作简单、投资费用少等特点，近年来备受石化领域工作者和专家的青睐。
裴玉同等采用NaY分子筛做为载体，通过负载金属进行改性研究。
结果显示：Ag+改性的分子筛具有较好的吸附脱硫选择性和硫容性，其次是Cu2+改性的分子筛。
对硫化物吸附方面，对噻吩的吸附效果最明显，吸附量最大；其次是苯并噻吩；吸附性最差的是二苯并噻吩。
利用正交实验得出AgY分子筛最佳的合成工艺条件，并在此条件下吸附剂对噻吩的穿透硫容15.1mg.g-1，饱和硫容25.3mg.g-1。
李小娟利用微波-液相法制备了Cu-Y、Ag-Y以及Cu/Ag-Y分子筛吸附剂，并将改性后的分子筛应用在吸附脱硫上面，结果表明：吸附剂表面路易斯酸越多，对含硫化合物噻吩的吸附性越高、选择性越好，脱效果更加明显，相对于单金属改性的分子筛吸附剂而言，Cu/Ag双金属协同作用改性的Y分子筛能更有效的脱出燃料油中的含硫化合物。
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院级本科生科技创新项目研究报告项目名称变压制富氧分子筛延长寿命的研究立项时间2014年10月计划完成时间2015年12月项目负责人储万熠学院与班级冶金与生态工程学院冶金1302班北京科技大学教务摘要变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。
制氧吸附剂的性能优劣和使用寿命直接影响产品气的氧浓度和收率，氮吸附容量是评价制氧吸附剂性能优劣的一项重要指标。
本课题首先对分子筛进行XRF分析、XRD表征和TEM表征探究分子筛的物理及化学性质，确定对分子筛造成影响的条件。
ANSYS FLUENT中的多孔介质模型可以模拟多孔介质内的流体流动、“三传一反”。
PSA空分吸附床由固体吸附剂颗粒填充而成，气-固两相区可作为多孔介质，因此可基于多孔介质模型对变压吸附空分吸附床进行模拟，从而得到床层内气体的流动状态和组分浓度分布情况。
为研究提高分子筛寿命的研究提供可靠有效的实验数据。
Research of Prolong the Life ofPressure-Swinging-Oxygen-Making Molecular SieveAbstractThe keyfactorof thepressure swinging oxygen making is oxygen adsorbentandoxygenprocess. The quality and service life of oxygen adsorbentdirect impact on the oxygenconcentrationandyield of productgas, nitrogen adsorptioncapacity ofthe oxygensorbentperformanceevaluation ofthe meritsofan important indicator.This paperfirstdo XRFanalysis, XRDand TEMcharacterization ofphysicalandchemicalproperties ofmolecular sieveinquiryto determine theimpact onmolecular sievesconditions.The porous medium model in ANSYS FLUENT can simulate fluid flow in porous media. PSA air separation adsorbent bed is filled by a solid sorbent particles, gas - solid two phase region as a porous medium, thus can simulate the pressure swing adsorption air separation adsorbent bed based on the porous medium model, resulting in the flow state within the bed of gas and component concentration distribution for providing valid and reliable experimental data of improving molecular sieve’s life.目录1引言 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2课题研究目的及意义 (1)2原矿矿物学分析 (2)2.1分子筛XRF分析 (2)2.2 分子筛XRD表征 (3)2.3 分子筛TEM表征 (5)2.4 分子筛孔隙率实验 (6)2.4.1 失活实验 (6)2.4.2 活化实验 (6)2.4.3 差热曲线 (7)3 ANSYS FLUENT模拟 (8)3.1 模型建立 (8)3.2 模拟结果 (11)3.2.1压力云图 (11)3.2.2 速度云图 (11)3.2.3 温度云图 (12)4 FLUENT模拟结论 (12)参考文献 (12)1引言1.1课题研究背景变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。
制氧吸附剂的性能优劣和使用寿命直接影响产品气的氧浓度和收率，氮吸附容量是评价制氧吸附剂性能优劣的一项重要指标。
国外制氧吸附剂的氮吸附容量普遍比国内要高一些，并且在制氧稳定性方面国外制氧吸附剂比国内有很大优势，因此在相同制氧工艺上就凸显了国内制氧吸附剂的弊端。
1.2课题研究目的及意义对于制氧工艺国内外均已发展成熟，但是对变压吸附法富氧工艺的动态模拟计算的报道并不多。
传统的实验研究：大部分受到设备规模、测量精度、安全隐患等外界因素的限制，存在成本高、操作周期长等缺点。
纯理论分析要求对计算目标抽象化，才有可能得出理论解，而且对于非线性情况，计算过程极其复杂，想要得出解析结果就更加困难。
计算流体力学通过计算机和数值方法求解流体力学的控制方程，对流体力学问题进行模拟和分析。
计算流体动力学CFD(Computational Fluid Dynamic)是一种以流体为研究对象的数值模拟技术，通过计算机迭代计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关现象所作的分析，并以此预测流体运动规律的学科，方便直观。
CFD 是模拟流体流动和传递现象从而提高对传递现象理解、优化过程设备设计的可靠工具。
CFD方法结合单纯的实验测量与传统的纯理论分析方法的优点，能够更有效的研究流体流动问题。
传统的实验研究大部分受到设备规模、安全隐患(高温、高压、易燃、易爆)、测量精度等外界因素的限制，存在操作周期长，成本高，消耗大量的人力物力等缺点。
理论分析要求对计算目标做抽象简化，才有可能得出理论解，而且对于非线性情况，只有少数流动才能给出解析结粜。
CFD方法正是克服前面两种方法的弱点，采用强大的数值计算能力，解决用理论解析法无法求解的方程和某些由于实验技术所限，难以进行测量的问题。
CFD的应用和发展，降低了研究的工作量和对计算机硬性条件和知识的要求，避免了一些非必要测试实验的次数，节省了大量成本，使CFD应用于研究流体的范围更加不断扩大，推动了流体力学更深入发展。
作为研究流体流动、传热、传质和反应的新方法，计算流体力学方法应用越来越广泛。
CFD软件的多孔介质模型可以模拟多孔介质内的流体流动、“三传一反”。
PSA空分吸附床由固体吸附剂颗粒填充而成，气-固两相区可作为多孔介质，因此可基于多孔介质模型对变压吸附空分吸附床进行模拟，从而得到床层内气体的流动状态和组分浓度分布情况。
ANSYS FLUENT中的多孔介质模型可以模拟多孔介质内的流体流动，为研究提高分子筛寿命的研究提供可靠有效的实验数据。
2原矿矿物学分析2.1分子筛XRF分析表2-1 分子筛的XRF分析HD-1的硅铝比=1.335PU-8的硅铝比=1.369根据硅铝比分析，两种分子筛均为X型分子筛。
为八面沸石结构。
图2-1 八面沸石的骨架结构X型分子筛具有天然矿物八面沸石的骨架结构。
属于六方晶系，空间群为Fd-3m。
晶胞参数:a= 24.345 Å b=24.345 Å c= 24.345Åα= 90.000° β= 90.000° γ= 90.000°骨架密度：13.3 T/1000 Å3其结构单元是β笼，相邻的β笼通过六方柱连接，形成一个超笼结构和三维孔道体系。
超笼中含有4个按四面体取向的12元环孔口，其直径为7.4Å*7.4 Å。
2.2 分子筛XRD 表征1.分子筛的XRD 谱图I n t e n s i t y2θ/ο50100图2-2 HD1的XRD 表征I n t e n s i t y2θ/o图2-3 PU8的XRD 表征由HD1和PU8的XRD 谱图可以看出，两种分子筛均为纯晶体。
HD1的PDF 卡片为PDF#39-0222，Na 96Al 96Si 96O 384·216H 2O 。
PU8的PDF 卡片为Na 1.84Al 2Si 4O 11.92·7H 2O 。
两种分子筛均是典型的LSX 型分子筛，它同时具有X 型分子筛大孔融骨架结构和A 型分子筛低硅铝比的特点，即Si/Al=1，因此对氮气有着更强的吸附性。
2.分子筛失效前，失效后，活化后的XRD 谱图对比020*********50100∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙20406080100204060801002040608010020406080100图2-4 HD1失效前，失效后，活化后的XRD 谱图2040608010020406080100120∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙20406080100204060801001202040608010020406080100120图2-5 PU8失效前，失效后，火化后的XRD 谱图由分子筛失效前，失效后，火化后的XRD 谱图可知，吸水前后以及加热失水前后，分子筛的衍射位与新分子筛几乎相同，可以肯定水分并没有完全破坏分子筛的骨架结构。
2.3 分子筛TEM 表征图2-6 HD1 图2-7失效HD1由上图可知，HDI 分子筛在吸水前后的微观结构并没有差别。
图2-8 PU8PU8分子筛表面被大量的非晶物质覆盖，无法观测其微观结构。
由SEM 的结果推测，其表面可能为有机粘结剂。
大量的有机粘结剂覆盖在晶体表面，使得无法观察。
2.4 分子筛孔隙率实验2.4.1 失活实验失效原因：在变压吸附过程中，仪器出现状况，泄露水分导致空气中含水量过高，分子筛吸水失效。
其水蒸气的浓度存在偶然性，无法获得。
根据失效原因，其失效使由于分子筛吸附过程失水，因此，利用实验室现有条件，使分子筛吸附脱附的过程中吸收水分。
现场的条件：（1）鼓风机加压（45kpa）（2）真空泵抽真空（-50kpa）（3）控制升压降压时间实验室条件：（1）无加压设备（2）可抽真空（BET）（3）升降压过程不可调节失效过程：（1）将分子筛放在空气中自然吸附一天。
（当天温度28.8℃，相对湿度57%，其空气湿度远远大于分子筛所要求的露点（-60℃），所以用这种方法可以使分子筛失效）。
（2）模拟了10次吸附解吸过程。
常压吸附，真空解吸。
图2-9 HD1图2-10 PU82.4.2 活化实验活化原理：利用高温以及低压，使难解吸的水分从分子筛上脱附。
现场活化：（1）干基氮气或干空气（露点低于-60℃）（2）真空加热450℃（3）运行时间无法获得实验室条件：（1）干基氮气（2）最高加热温度为400℃为了测试，400℃的情况下，分子筛是否可以有效的活化，我们做了分子筛的差热分析实验。