甲烷在成型纳米活性炭中的吸附动力学特性

为提高天然气储气装置的单位体积储气量，模压成型的大尺寸吸附剂得到越来越多的应用，有关甲烷在这种吸附剂的吸附动力学问题也成为关注热点。采用差压穿透实验，在较宽广的温度和压力范围内测量了甲烷在成型纳米活性炭中吸附过程的表面扩散系数，利用Maxwell-Stefan模型分析了表面扩散、Knudsen扩散和黏性流扩散对总吸附过程的影响以及与温度和压力变化的相关性，并根据实验结果导出表面扩散系数的经验关联式。研究结果表明，在实验温度和压力范围内，表面扩散对甲烷在纳米活性炭型炭中的吸附过程起主导作用，但在低压条件下Knudsen扩散也非常重要。随压力升高，表面扩散系数趋于定值，而黏性流扩散作用持续增强，成为吸附过程的重要影响因素。