Адсорбционный прибор высокого давленияЭто специализированное аналитическое оборудование, используемое для точного измерения адсорбционных свойств твердого материала (например, активированный уголь, молекулярное сито, металлический органический каркасный материал MOFs, пористые полимеры и т. Д.) в высоковольтной среде, Широко используется в материаловедении, хранении энергии (например, хранение водорода / метана), управлении окружающей средой (например, улавливание углекислого газа), каталитических исследованиях и других областях, основная функция заключается в получении ключевых данных, таких как адсорбционная изотерма материала, адсорбционная динамика, распределение апертуры и т. Д. В процессе адсорбции, чтобы обеспечить научную основу для оценки и разработки характеристик материала.

С точки зрения принципа работы, газосорбенты высокого давления в основном основаны на « объемном методе» или « весовом методе» конструкции. объемный метод вычисляет количество газа, адсорбируемого материалом, путем точного контроля и измерения изменения объема и давления резервуара для образцов и эталонного резервуара и применяется к большинству испытаний на адсорбцию газа при среднем и высоком давлении (обычно до 1 - 30 МПа); Правило веса использует высокоточные электронные весы для непосредственного измерения изменения веса образца после адсорбции газа, чтобы избежать ошибок калибровки мертвого объема в объемном методе и лучше подходит для испытаний на адсорбцию газов сверхвысокого давления (до 100 МПа или более) или с низкой точкой кипения (например, водорода).

　Адсорбционный прибор высокого давленияСфера применения:

I. Хранение и использование энергии

Природный газ (ANG) Хранение:

Применение: Оценка адсорбционной способности пористых материалов, таких как активированный уголь, металлические органические рамочные материалы (MOFs), ковалентные органические рамочные материалы (COFs) и цеолит, к метану (CH) при давлении 35 - 200 бар.

Цель: Разработать адсорбционную систему природного газа (ANG), способную безопасно и эффективно хранить метан при более низком давлении (по сравнению с 200 - 250 барами от CNG) для автомобилей на природном газе, повышая безопасность и плотность хранения газа.

Водород (H2C) хранение:

Применение: Изотермы адсорбции новых пористых материалов (таких как MOFs, COFs, углеродные наноматериалы) к водороду при 1 - 100 бар (или выше) и низких температурах (77K) или комнатной температуре.

Цель: изучить твердотельные технологии хранения водорода, которые выходят за рамки традиционных высоковольтных газообразных (350 - 700 бар) и низкотемпературных жидких (- 253 °C) хранилищ, и искать материалы с более высокой плотностью хранения водорода в объемах и весах, чтобы способствовать разработке автомобилей на водородных топливных элементах.

Сланцевый газ и пластовый газ (CBM) Исследование:

Применение: измерение изотермы адсорбции метана при высоком давлении в естественных пористых средах, таких как сланцы и каменноугольные породы (до нескольких десятков МПа).

Цель:

Оценка первоначального содержания газа и извлекаемых запасов в залежах сланцевого газа / пласта.

Изучение механизмов адсорбции / десорбции и оптимизация процессов гидроразрыва и выхлопа.

Прогнозирование продуктивности и затухания скважин.

II. УХУ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И УХРАНЕНИЕ (CCUS)

УХУ после сжигания:

Применение: Проверка селективной адсорбционной способности пористых материалов (например, аминофункциональных материалов, MOFs, цеолита, активированного угля) к углекислому газу (COneneneek) при давлении 0,1 - 1 бар (парциальное давление дымовых газов) до среднего и высокого давления.

Цель: Отбор и разработка эффективных, недорогих и возобновляемых адсорбентов для улавливания CO2b из дымовых газов угольных / газовых электростанций.

Прямой захват воздуха (DAC):

Применение: Изучайте адсорбционные свойства материала при очень низком парциальном давлении CO2 (~ 0,04%), хотя давление невелико, но высокая чувствительность и точность управления адсорбтором высокого давления одинаково применимы.

Цель: Разработка технологий, позволяющих улавливать CO2b непосредственно из атмосферы.

Оценка геологического хранения:

Применение: измерение адсорбционной способности подземных соленых водоносных горизонтов, истощенных нефтегазовых залежей или пород угольных пластов к сверхкритическому CO2.

Цель: оценить безопасность и долгосрочную стабильность геологического хранения CO2 и предсказать его перенос и удержание (адсорбцию) в пластах.

III. Разработка и представление передовых материалов

Разработка новых пористых материалов:

Применение: Полные характеристики адсорбции газов высокого давления (CH, H2s, CO2b, N2b и т.д.) для новых синтетических MOFs, COFs, пористых полимеров, сортированных пористых углеродов и других материалов.

Цель: оценить его потенциал в качестве материала для хранения или разделения энергетических газов и установить конструктивную связь между структурой материала (апертура, удельная площадь поверхности) и адсорбционными свойствами.

Оптимизация свойств материала:

Применение: через высоковольтное адсорбционное тестирование, сравните влияние различных методов синтеза, переработки (например, активации, легирования, функционализации) на адсорбционные свойства материала.

Цель: направлять структурную оптимизацию материала, повышать его адсорбционную емкость, избирательность и циклическую стабильность.

Разделение и очистка промышленных газов

Адсорбция при переменном давлении (PSA) и адсорбция при вакуумном преобразовании (VPSA):

Применение: Получение адсорбционных изотерм и селективных данных для критических пар газов (например, CO2 / Nneneneed, CO2 / CH, CH / Nneneneed, Hneneneek / CH) при высоком давлении.

Цель:

Отбор и проектирование эффективных сорбентов.

Предоставляет основные термодинамические данные для моделирования и оптимизации процесса PSA / VPSA, прогнозируя эффективность разделения и энергопотребление.

V. Фундаментальные научные исследования

Изучение адсорбционного механизма:

Применение: измерение адсорбционной изотермы в широком диапазоне давления и температуры, вычисление адсорбционной температуры, энергии заполнения микроотверстий и т. Д. в сочетании с согласованием модели (например, уравнение D - A, D - R).

Цель: Углубленное понимание механизма взаимодействия молекул газа с поверхностью пористого материала (в основном физическая адсорбция).

Сверхкритическая адсорбция жидкости:

Применение: Изучение адсорбционного поведения газов в сверхкритическом состоянии при температуре выше критической (например, при температуре CO2C выше 31°C).

Цель: Понимание фазового поведения и усиления плотности сверхкритической жидкости в ограниченном пространстве (микропористости) имеет большое значение для CCS и сверхкритической экстракции.

VI. Другие виды применения

Адсорбция инертных газов: использование высоковольтной адсорбции AR или Kr при низких температурах (87K, 77K) в сочетании с передовыми аналитическими моделями (например, NLDFT, QSDFT) может точно отображать микропористую структуру материала (< 2 нм), что трудно реализовать при обычной адсорбции Nneneneed при постоянном давлении.

Оценка безопасности: изучение динамики адсорбции / десорбции газов высокого давления в материале, оценка безопасности и скорости реакции систем хранения газа.