Separation of Methane and Nitrogen Using Heavy Reflux Pressure Swing Adsorption: Experiments and Modeling

净化 变压吸附 甲烷 空气分离 吸附 化学 分馏 氮气 中试装置 解吸 真空摆动吸附 体积流量 色谱法 分离过程 分析化学(期刊) 工艺工程 环境科学 废物管理 机械 有机化学 蒸馏 氧气 工程类 物理
作者
Guoping Hu,Yalou Guo,Qinghu Zhao,Gongkui Xiao,Gang Kevin Li,Eric F. May
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
卷期号:62 (18): 7114-7126 被引量:19
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.3c00094
摘要

Pressure swing adsorption (PSA) is commonly used for the challenging task of separating methane (CH 4 ) and nitrogen (N 2 ) gas mixtures. Previously we used pilot-scale tests and process simulations to demonstrate how PSA cycles can be optimized for methane–nitrogen separations by adjusting the feed flow, cycle step time, and desorption pressure for a given column size. However, to produce a high-value product stream, dilute feeds with <25% CH 4 generally require greater enrichment than can be achieved with optimized conventional cycles. In this work, we investigated the effects of including a heavy product reflux/purge step in PSA cycles on the separation of CH 4 /N 2 using ionic liquidic zeolites (ILZs) as adsorbents through both pilot plant tests and process simulations. In the pilot demonstrations, the use of a heavy purge step allowed the enrichment of feed mixtures with 5.6 and 25.1% methane to 27.4 and 85.5% with recoveries of 83 and 96%, respectively, which outperforms most reported studies under similar operational conditions. However, while the refluxes increased from 74 to 80%, the recovery of CH 4 dropped from 79 to 75% as CH 4 was lost into the light product stream. Optimum separation performance in terms of CH 4 purity and recovery occurred at a bed capacity ratio for the purge step of C PU ≅0.87, which could help guide future selections of heavy purge flow rates for a given column size and adsorbent material.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
一袋薯片完成签到,获得积分20
刚刚
汉堡包应助lsn采纳,获得10
刚刚
清逸发布了新的文献求助10
刚刚
arniu2008发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
二文钱完成签到 ,获得积分10
3秒前
huahua完成签到,获得积分10
4秒前
一袋薯片发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
段清棠完成签到,获得积分10
4秒前
祁乾完成签到 ,获得积分10
5秒前
碧蓝花卷完成签到,获得积分20
5秒前
YY完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
Yik发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
上官天宇应助wyx912采纳,获得10
7秒前
YMUSTC完成签到,获得积分10
8秒前
lixinglei应助舒桐啊采纳,获得20
8秒前
马111完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
单身的凡雁完成签到,获得积分10
8秒前
负责的谷云完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
爱吃巧乐兹完成签到,获得积分10
10秒前
燕子完成签到,获得积分20
10秒前
冷艳蝴蝶完成签到,获得积分10
10秒前
11111111111完成签到,获得积分10
10秒前
瓶盖应助jacob采纳,获得10
10秒前
火星上的菲鹰完成签到,获得积分0
10秒前
暴躁的元灵完成签到,获得积分10
10秒前
灵巧的导师完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
打打应助arniu2008采纳,获得10
12秒前
ICE完成签到,获得积分10
12秒前
bu发布了新的文献求助10
13秒前
完美世界应助iveu7va采纳,获得10
13秒前
超级冥王星完成签到,获得积分10
13秒前
caimeng完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Data book on fatigue strength of metallic materials 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7566069
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9146219
关于积分的说明 19556222
捐赠科研通 7152362
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3262562
关于科研通互助平台的介绍 2428866
邀请新用户注册赠送积分活动 2252433