Adsorbeur de gaz haute pressionC'est un équipement d'analyse professionnel pour la détermination précise des propriétés d'adsorption de gaz de matériaux solides (tels que le charbon actif, le tamis moléculaire, les MOF de matériaux de cadre organométalliques, les polymères poreux, etc.) dans un environnement à haute pression, largement utilisé dans la science des matériaux, le stockage d'énergie (tel que le stockage d'hydrogène / méthane), la gouvernance environnementale (telle que la capture de co₂), la recherche catalytique et d'autres domaines, la fonction principale est de fournir une base scientifique pour l'évaluation des propriétés des matériaux et le développement d'applications en surveillant les variations de pression, de température et de consommation de gaz dans le processus d'adsorption, en acquérant des données clés telles que l'isotherme d'adsorption du

Du point de vue du principe de fonctionnement, les adsorbeurs de gaz à haute pression sont principalement conçus selon la « méthode volumétrique» ou la « méthode gravimétrique». La méthode volumétrique calcule la quantité de gaz adsorbé par le matériau en contrôlant et en mesurant avec précision les variations de volume et de pression du réservoir d'échantillon par rapport au réservoir de référence, applicable aux tests d'adsorption de gaz majoritaires à moyenne et haute pression (généralement jusqu'à 1 - 30 MPa); La loi de poids utilise une balance électronique de haute précision pour mesurer directement le changement de poids d'un échantillon après l'adsorption du gaz, peut éviter l'erreur d'étalonnage du volume mort dans la méthode volumétrique et convient mieux aux tests d'adsorption de gaz à très haute pression (jusqu'à plus de 100 MPa) ou à bas point d'ébullition, tels que l'hydrogène.

　Adsorbeur de gaz haute pressionChamp d'application:

I. stockage et utilisation de l'énergie

Stockage de gaz naturel (ang):

Application: Évaluer la capacité d'adsorption du méthane (ch₄) par des matériaux poreux tels que le charbon actif, les matériaux de charpente organométallique (MOF), les matériaux de charpente organométallique covalents (COF), les zéolithes et autres sous une pression de 35 à 200 bar.

Objectif: développer des systèmes de gaz naturel par adsorption (ang) capables de stocker le méthane de manière sûre et efficace à basse pression (par rapport à 200 - 250 bar pour le GNC) pour les véhicules fonctionnant au gaz naturel, améliorant ainsi la sécurité et la densité de stockage du gaz.

Stockage de l'hydrogène (h₂):

Application: recherche sur les isothermes d'adsorption de l'hydrogène dans de nouveaux matériaux poreux (tels que les mof, cof, nanomatériaux de carbone) à 1 - 100 bar (et même plus) et à basse température (77k) ou à température ambiante.

Objectif: explorer les technologies de stockage d'hydrogène à l'état solide qui vont au - delà du stockage traditionnel à l'état gazeux à haute pression (350 - 700 bar) et à l'état liquide à basse température (- 253 °C) pour rechercher des matériaux ayant des densités de stockage d'hydrogène plus élevées en volume et en poids, afin de faire progresser le développement de véhicules à pile à combustible à hydrogène.

Recherche sur le gaz de schiste et le gaz de houille (CBM):

Application: mesure des isothermes d'adsorption à haute pression (jusqu'à quelques dizaines de MPa) du méthane par des milieux poreux naturels tels que les schistes, les roches charbonnières, etc.

Objectif:

Évaluer la teneur initiale en gaz et les réserves récupérables des gisements de gaz de schiste / houille.

Étudier les mécanismes d'adsorption / désorption et optimiser les processus de fracturation hydraulique et d'évacuation.

Prévision de la production de puits de gaz et des lois d'atténuation.

Capture, utilisation et séquestration du carbone (ccus)

Captage du carbone après combustion:

Application: test de la capacité d'adsorption sélective du dioxyde de carbone (co₂) par des matériaux poreux tels que les matériaux fonctionnalisés par des Amines, les mof, les zéolithes, le charbon actif à des pressions comprises entre 0,1 et 1 Bar (pression partielle des gaz de combustion) et des pressions moyennes et élevées.

Objectif: cribler et développer des adsorbants efficaces, peu coûteux et renouvelables pour piéger le co₂ des fumées des centrales au charbon et au gaz.

Capture directe d'air (DAC):

Application: Étudier les propriétés d'adsorption des matériaux à très basse pression partielle de co₂ (~ 0,04%), bien que la pression ne soit pas élevée, la sensibilité élevée et la capacité de contrôle précise de l'adsorbeur haute pression s'appliquent également.

Objectif: développer des technologies permettant de piéger le co₂ directement dans l’atmosphère.

Évaluation de la séquestration géologique:

Application: mesure de la capacité d'adsorption du co₂ supercritique par les couches d'eau salée souterraines, les réservoirs de pétrole et de gaz épuisés ou les roches houillères.

Objectif: évaluer la sécurité et la stabilité à long terme de la séquestration géologique du co₂ et prédire le comportement de migration et de rétention (Adsorption) du co₂ dans la formation.

Iii. Recherche et développement et caractérisation de matériaux avancés

Développement de nouveaux matériaux poreux:

Application: caractérisation complète de l'adsorption de gaz à haute pression (ch₄, h₂, co₂, n₂, etc.) sur des matériaux tels que les MOF nouvellement synthétisés, les cof, les polymères poreux, le carbone poreux fractionné, etc.

Objectif: évaluer son potentiel en tant que matériau de stockage ou de séparation des gaz énergétiques, établir une relation de structure - efficacité entre la structure du matériau (diamètre des pores, surface spécifique) et les propriétés d'adsorption.

Optimisation des propriétés des matériaux:

Application: comparaison des effets de différentes méthodes de synthèse, post - traitement (par exemple activation, dopage, fonctionnalisation) sur les propriétés d'adsorption des matériaux par des tests d'adsorption à haute pression.

Objectif: guider l'optimisation structurelle des matériaux, améliorer leur capacité d'adsorption, leur sélectivité et leur stabilité cyclique.

Séparation et purification des gaz industriels

Adsorption à pression variable (PSA) vs Adsorption à pression variable sous vide (vpsa):

Application: acquisition d'isothermes d'adsorption et de données de sélectivité à haute pression pour les paires de gaz clés (par exemple co₂ / n₂, co₂ / ch₄, ch₄ / n₂, h₂ / ch₄).

Objectif:

Filtrer et concevoir des adsorbants efficaces.

Fournit des données thermodynamiques de base pour la simulation et l'optimisation des processus PSA / vpsa, prédit l'efficacité de séparation et la consommation d'énergie.

V. Recherche scientifique fondamentale

Étude du mécanisme d'adsorption:

Application: mesure des isothermes d'adsorption sur une large plage de pression et de température, calcul de la chaleur d'adsorption, de l'énergie de remplissage des micropores, etc. en combinaison avec l'ajustement du modèle (par exemple, équation D - a, D - r).

Objectif: comprendre en profondeur les mécanismes d'interaction des molécules de gaz avec la surface des matériaux poreux (L'adsorption physique prédomine).

Adsorption de fluides supercritiques:

Application: Étude du comportement d'adsorption d'un gaz à l'état supercritique au - dessus d'une température critique (p. ex. au - dessus de 31 °C pour le co₂).

Objectif: comprendre le comportement de phase et les effets de renforcement de la densité des fluides supercritiques dans les espaces confinés (micropores), avec des implications importantes pour le CSC et l'extraction supercritique.

Vi. Autres applications

Adsorption de gaz inerte: Adsorption à basse température (87k, 77k) en utilisant ar ou KR haute pression, en combinaison avec des modèles analytiques avancés tels que nldft, qsdft, qui permettent de caractériser avec précision la structure microporeuse (< 2 nm) du matériau, ce qui est difficile à réaliser avec l'adsorption normale normale de n₂.

Évaluation de la sécurité: Étude de la cinétique d'adsorption / désorption des gaz à haute pression dans les matériaux, évaluation de la sécurité et de la vitesse de réponse des systèmes de stockage de gaz.