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:12
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.3c00094
摘要

Pressure swing adsorption (PSA) is commonly used for the challenging task of separating methane (CH4) and nitrogen (N2) 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% CH4 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 CH4/N2 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 CH4 dropped from 79 to 75% as CH4 was lost into the light product stream. Optimum separation performance in terms of CH4 purity and recovery occurred at a bed capacity ratio for the purge step of CPU≅0.87, which could help guide future selections of heavy purge flow rates for a given column size and adsorbent material.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
8y24dp发布了新的文献求助10
1秒前
科研小王发布了新的文献求助10
1秒前
踏实采波完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
3秒前
周裕川发布了新的文献求助10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
1234567完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
7秒前
7秒前
青余完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
田様应助书记采纳,获得10
8秒前
LisA__完成签到,获得积分10
9秒前
大个应助hxueh采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
心木完成签到 ,获得积分10
11秒前
奋斗的发夹完成签到,获得积分10
12秒前
y13333完成签到,获得积分10
12秒前
王俊完成签到,获得积分10
13秒前
jias完成签到,获得积分10
14秒前
大个应助youth采纳,获得10
15秒前
姜露萍完成签到,获得积分20
15秒前
趁热拿铁完成签到 ,获得积分10
15秒前
媛媛完成签到,获得积分10
16秒前
yyy完成签到,获得积分10
17秒前
妮可收件箱完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
一条小胖鱼完成签到,获得积分10
17秒前
Elsa完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
川桜完成签到 ,获得积分10
19秒前
Owen应助科研小王采纳,获得10
21秒前
星辰大海应助光轮2000采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
wanci应助要减肥千秋采纳,获得10
21秒前
高分求助中
(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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
以液相層析串聯質譜法分析糖漿產品中活性雙羰基化合物 / 吳瑋元[撰] = Analysis of reactive dicarbonyl species in syrup products by LC-MS/MS / Wei-Yuan Wu 1000
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 600
The Scope of Slavic Aspect 600
Foregrounding Marking Shift in Sundanese Written Narrative Segments 600
Rousseau, le chemin de ronde 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5540506
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4627108
关于积分的说明 14602337
捐赠科研通 4568126
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2504382
邀请新用户注册赠送积分活动 1481998
关于科研通互助平台的介绍 1453645