Pozyskiwanie metanu z mieszanin gazowych za pomocą adsorbentów węglowych

Methane recovery from gaseous mixtures has both economical and ecological aspect. Methane from different waste gases like mine gases, nitrogenated natural gases and biogases can be treated as local source for production electric and heat energy. Also occurs the problem of atmosphere pollution with methane that shows over 20 times more harmful environmental effect in comparison to carbon dioxide. One of the ways utilisation such gases is enrichment of methane in the PSA technique, which requires appropriate adsorbents. Active carbons and carbon molecular sieve produced by industry and obtained in laboratory scale were examined as adsorbent for methane recuperation. Porous structure of adsorbents was investigated using densimetry measurements and adsorption of argon at 77.5K. On the basis of adsorption data, the Dubinin-Radushkevich equation parameters, micropore volume (Wo) and characteristics of energy adsorption (Eo) as well as area micropores (Smi) and BET area (SBET) were determined. The usability of adsorbents in enrichment of the methane was evaluated in the test, which simulate the basic stages of PSA process: a) adsorbent degassing, b) pressure raise in column by feed gas, c) cocurrent desorption with analysis of out flowing gas. The composition of gas phase was accepted as the criterion of the suitability of adsorbent for methane separation from gaseous mixtures. The relationship between methane recovery from gas mixture and texture parameters of adsorbents was found.Odzyskiwanie metanu z mieszanin gazowych posiada zarówno aspect ekonomiczny jak i ekologiczny. Metan pochodzący z gazów kopalnianych, gazów zaazotowanych oraz biogazów może być traktowany jako lokalne źródło do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej. Jest także problemem zanieczyszczenie atmosfery metanem, który ma ponad dwudziestokrotnie większy wpływ na środowisko w porównaniu z ditlenkiem węgla. Jednym ze sposobów wykorzystania tego typu gazów jest wzbogacanie metanu techniką PSA, która wymaga odpowiednich adsorbentów. Węgle aktywne oraz węglowe sito molekularne wytwarzane przemysłowo i te otrzymane w laboratorium były oceniane jako adsorbenty do wzbogacania metanu. Porowata struktura adsorbentów była analizowana za pomocą pomiarów gęstości i adsorpcji argonu w temperaturze 77.5K. Z danych adsorpcyjnych wyznaczono, posługując się równaniem Dubinina i Raduszkiewicza parametry: Wo, Eo, Smi, a powierzchnię SBET z równania adsorpcji wielowarstwowej Brunauera, Emmetta i Tellera. Przydatność adsorbentów do wzbogacania metanu była oceniana w teście, który symulował podstawowe etapy procesu PSA; a) odgazowanie adsorbentu, b) podnoszenie ciśnienia w kolumnie gazem zasilającym, c) desorpcja współprądowa połączona z analizą gazu. Skład fazy gazowej przyjęto jako kryterium przydatności adsorbentów do wydzielania metanu z mieszanin gazowych. Stwierdzono zależność pomiędzy stężeniem metanu a porowatą strukturą przebadanych adsorbentów