CO吸附分离技术的应用研究

李 丽， 耿 露， 吕毓刚

(晋中职业技术学院，山西 晋中 030600)

1 背景研究及意义

变压吸附PSA技术是近年来应用广泛的混合气分离提纯目标气体的技术，通过压力(温度)规律性变换实现吸附质气体的净化和提纯, 测试方便快捷，准确度高，成本低。PSA技术选用高效气体吸附剂大大提高目标气体组分的吸附量和选择有效性，同时对环境污染问题及节能等方面做出很大贡献。

随着新能源化工的不断发展，CO作为有机合成的原料气有重大意义，但是在有些工业废气中含有部分CO，对环境污染有很大影响。随着日益强调节能减排的重要性，从混合气中分离、提纯CO气体有着重要的工业意义[1-3]。目前PSA变压吸脱附工艺多数采用较高比表面的沸石分子筛负载铜基的吸附剂，X和Y型分子筛载体以其高比表面积，金属分散力强，CO有效吸附性好的优势在CO吸附领域占据有利地位，极大地提高了混合气中CO组分的吸附性和选择性[4-5]。

依托变压吸附技术的优点，以增加CO吸脱附量为目的，通过直接负载法制备研究了亚铜离子中心高效结合CO的有效性分子筛吸附剂，研究分析吸附装置对CO有效吸附分离性能的是否有提高，从而达到进一步提高CO的分离提纯目的。

2 测试研究

样品对CO、CO2等气体组分的吸脱附量利用实验室自制重量法测试吸脱附系统，该系统采用重量法测试方便简易，平行法测试同一样品的平衡吸附量准确度大大提高，也可进行不同吸附剂对目标气体的吸脱附性能测定，操作性简便测试时间短，这是该系统的一大优点。重量吸附装置，如图1所示。

图1 重量吸附装置

如表1所示，体现了氯化亚铜分别与X型和Y型分子筛混合在一定温度下焙烧后分形成的铜基吸附剂，同时在上述测试系统中对CO和CO2气体组分进行吸附平衡量的测试及其两者有效分离比的比较 研究。由表分析出当CuCl负载量为0.4时，吸附剂对CO吸附量远高于CO2，二者分离比分别高达1.4和1.9。

表1 吸附剂的吸附性

当13X分子筛负载分散了大量氯化亚铜后，由于亚铜离子更好的和CO络合进而达到吸附的目的，同时使二氧化碳的吸附量较大降低,因此亚铜分子筛吸附剂有效CO/CO2的选择分离比,以此看出亚铜化合物负载在Y型分子筛上在工业上对CO的吸附分离有一定的研究价值。

3 吸附机理研究

如图2所示，表示了两种载体负载行铜基的CuCl/13X和CuCl/NaY)吸附剂N2条件下经350 ℃，4 h焙烧后吸附剂的XRD图。

图2 各样品的XRD谱图

XRD显示焙烧前的中吸附质中显示有氯化亚铜晶相峰，在一定温度焙烧后不存在氯化亚铜的晶相峰，也就是说吸附剂在焙烧过中其氯化亚铜在分子筛表面发生了极大的分散，同时也有部分固态离子的交换,是一种热力学的自发过程。