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填充床内椰壳活性炭固载离子液体在沼气净化与催化中的应用研究海南大学

熊春荣研究背景Biogas22-25MJ/m3CH4

(70-80%)39.8MJ/m3CO2

(20-30%)H2S（微量）CO2<3%提高沼气能量密度扩宽使用范围除去CO2CO2含量过高不仅影响汽车点火还大大降低汽车功率将CH4含量提高到97%以上就可以满足汽车对燃料要求研究方法与策略离子液体粘度大、价格高化学固载类似气-固吸收便于操作与再生减少吸附过程中流失增加气－液接触面积提高吸收容量和速率研究方法与策略填充床的优点：不需要分离吸附剂进行连续操作易扩大化生产脱碳后的甲烷吸附剂再生带C02沼气气-液-固三相需要溶剂反应不可连续催化剂需要分离釜式反应器气-固两相无需溶剂催化剂损耗小产物带走热量连续反应工业化应用固定填充床反应器负载离子液体季铵盐咪唑研究方法与策略载体孔隙结构不够发达强度不够粉状-添加粘合剂高温焙烧破坏有机结构固有的颗粒结构机械强度高耐磨性好椰壳活性炭二氧化硅聚合物薄膜SBA-15MCM-41将离子液体固载到椰壳活性炭上并在填充床中净化沼气制备椰壳活性炭负载的离子液体吸附剂特征阴离子交换沼气净化过程吸附剂用量：50g沼气流速：50-400mL/min吸附温度：20-50℃吸附压力：0.1-0.5MPa固载型VS非固载型离子液体CO2在固载型离子液体的吸附过程中不受离子液体粘度的影响可以自由扩散。CO2的选择吸收性SCO2inbiogas=等容吸附热沼气净化过程—50mL/min(a)AC-[BPIM][Tf2N]和(b)AC-[BPIM-NH2][Tf2N]流速对吸附量的影响（Cout=3%）化学吸附在较高的沼气流速下会产生较多的热量，引起吸附位点局部过热，进而导致吸附量随沼气流速的加快降低更加明显。吸附-脱附循环反应10次循环后均能保持最初吸附能力的90%以上2.2负载咪唑类离子液体的制备与表征图12活性炭咪唑类离子液体的制备流程元素分析表4离子液体负载量负载咪唑类离子液体3.负载离子液体在固定床中催化转化CO2图19固定床反应器中连续催化环加成反应流程图考察反应温度、压力、连续反应时间的影响。1mL/min（环氧氯丙烷）负载咪唑类离子液体在固定床中催化转化CO2表6负载咪唑类离子液体的催化活性反应条件：140℃,1.4MPa反应时间对环加成反应的影响图25

连续反应时间对催化剂的影响四种负载咪唑类离子液体在使用50h后，ECH转化率分别降为82%，79%，68.7%，58%，转化率下降了3.9-

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