WO2017222420A2 - Блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана и способ его получения - Google Patents

Блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
WO2017222420A2
WO2017222420A2 PCT/RU2017/000412 RU2017000412W WO2017222420A2 WO 2017222420 A2 WO2017222420 A2 WO 2017222420A2 RU 2017000412 W RU2017000412 W RU 2017000412W WO 2017222420 A2 WO2017222420 A2 WO 2017222420A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
volume
natural gas
methane
block
carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2017/000412
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2017222420A3 (ru
Inventor
Анатолий Алексеевич ФОМКИН
Аслан Юсупович ЦИВАДЗЕ
Олег Евгеньевич АКСЮТИН
Александр Гаврилович ИШКОВ
Евгений Михайлович СТРИЖЕНОВ
Андрей Вячеславович ШКОЛИН
Илья Евгеньевич МЕНЬЩИКОВ
Александр Онуфриевич ШЕВЧЕНКО
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gazprom PJSC
Original Assignee
Gazprom PJSC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gazprom PJSC filed Critical Gazprom PJSC
Priority to CN201780038228.1A priority Critical patent/CN109689202B/zh
Priority to JP2018559822A priority patent/JP6972455B2/ja
Priority to DE112017003150.8T priority patent/DE112017003150T5/de
Publication of WO2017222420A2 publication Critical patent/WO2017222420A2/ru
Publication of WO2017222420A3 publication Critical patent/WO2017222420A3/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28011—Other properties, e.g. density, crush strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/2803—Sorbents comprising a binder, e.g. for forming aggregated, agglomerated or granulated products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28042—Shaped bodies; Monolithic structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28069—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume
    • B01J20/28073—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume being in the range 0.5-1.0 ml/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28069—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume
    • B01J20/28076—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume being more than 1.0 ml/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078—Pore diameter
    • B01J20/2808—Pore diameter being less than 2 nm, i.e. micropores or nanopores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3007—Moulding, shaping or extruding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3021—Milling, crushing or grinding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3042—Use of binding agents; addition of materials ameliorating the mechanical properties of the produced sorbent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/007—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrocarbon gases, such as methane or natural gas, propane, butane or mixtures thereof [LPG]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes

Definitions

  • Block nanoporous carbon material for the accumulation of natural gas, methane and method for its production Block nanoporous carbon material for the accumulation of natural gas, methane and method for its production
  • the group of inventions relates to activated carbon material having a developed system of nanopores and, if necessary, a special form of blocks with the aim of packing the material as tightly as possible in specialized detachable adsorbers for storing, distributing and transporting natural gas or methane, as well as a method for producing it.
  • nanoporous carbon adsorbents are the most promising for the accumulation of natural gas, methane. This is determined by their adsorption properties: they have developed porosity and relatively large volumes of nanopores 0.5 ... 1.0 cm / g - the most sorption active pores during gas accumulation.
  • the average effective nanopore sizes of the vast majority of carbon adsorbents are 1-2 nm or more, which ensures good diffusion properties of carbon materials for adsorption of natural gas, methane at room temperature.
  • Adsorption - desorption processes are reversible.
  • the high bulk density of carbon adsorbents can reduce the volume of the gas phase in the storage system and, as a result, increase the bulk density of the accumulated gas.
  • Carbon adsorbents have a relatively low heat of gas adsorption at a high heat capacity of the material itself, which reduces the thermal fluctuations of the storage system when the ambient temperature changes. Carbon adsorbents have the property of hydrophobicity, which reduces the moisture requirements of natural gas.
  • Carbon adsorbents have sufficient rigidity and stability of the porous structure, resistant to cyclic loads.
  • carbon porous materials are obtained by pyrolysis (carbonization) of solid organic materials, including various types of coal, peat, oil residues, various nutshells, wood waste, biomass waste, followed by their physical activation with water vapor and / or carbon dioxide , and / or atmospheric oxygen, or chemical activation with organic acids (V.B. Fenelonov. Porous carbon. - Novosibirsk, 1995, 513 s).
  • rice husk is carbonized in a fluidized bed of a catalyst of the composition CuO + MgO + Cr 2 0 3 (10. ...
  • the material has high values of adsorption capacity for methane and hydrogen, which is determined by the large pore volume and high specific surface.
  • a large pore volume is not always an indicator of the amount of stored gas, but the ratio of the adsorption energy of the accumulated gas to the pore volume is decisive.
  • the material has a powder form, which determines the low bulk density of the material and high dust formation, which sharply increases the fire hazard of storage systems using this material.
  • Known highly effective adsorbents based on activated carbon with high microporosity (patent RU 2378046, publ.
  • 10.01.2010 representing carbon materials in the form of discrete grains, preferably spherical in shape, having high microporosity and characterized in that they have the following parameters: total volume pores, determined by the Gurvich method, at least 0.7 cm / g, while micropores with a diameter of not more than 20 A account for at least 70% of this total pore volume, the average pore diameter of a maximum of 30 A and specific
  • the surface of the S B 3T is at least 1,500 m / g.
  • High-performance activated carbon adsorbents with high porosity represented by meso and macropores RU2426591 are also known, having the form of individual activated carbon grains, where at least 55% of the total pore volume of highly effective adsorbents are pores (i.e., meso and macropores) with a diameter more than 20 A, while adsorbents are characterized by a measure of the center of distribution of pore diameters of more than 25 A, have a specific surface area measured by the BET method of at least 1250 m / g.
  • the method of obtaining these materials consists in carbonization and subsequent activation of gel-like sulfonated copolymers of styrene and divinylbenzene (from 2 to 10 wt.%), Primarily sulfonated, divinylbenzene crosslinked polystyrenes, in the form of spherical grains.
  • a feature of these materials - polymeric carbon adsorbents is the surface structure, in which the specific saturation of carbon atoms that create the main adsorption field when interacting with the molecules of the adsorbed substance is much lower than that of any carbon adsorbent (activated carbon), due to the presence of chemically bonded in their structure hydrogen atoms H and sulfur S.
  • the pore width for the accumulation of natural gas, methane not less than 18.57 A, which determines the low energy of adsorption of methane, and, accordingly, a small specific volume of stored natural gas, methane.
  • the bulk density values indicated by the applicant in the inventions are in the range from 250 to 750 kg / m, and given that the claimed materials have a spherical shape of granules, with a narrow distribution of granules in size, the bulk weight cannot exceed ⁇ 400 kg / m 3 , and an increase in the bulk density of the material is possible only with an increase in the size distribution of the granules, and an increase in the proportion of granules with sizes up to 200 ⁇ m, which in fact is coal dust. Thus, these materials have a low bulk density, and its increase is detrimental to the safety of operation of the adsorption system.
  • a carbon material (patent RU 2446098, publ. 03/27/2012), which is a molded nanostructured microporous carbon adsorbent obtained by subsequent stages of carbonization of lignocellulosic material with an ash content of 8-20 wt.%, The subsequent alkaline activation in the presence of sodium or potassium carbonates and / or hydroxides, washing, mixing with a binder and molding (extrusion). Carbonization is carried out at 400-800 ° C with a molar ratio of air oxygen to carbon of lignocellulosic material equal to 0.8-3.0, for 1-60 seconds in a fluidized bed of catalyst or inert carrier.
  • Alkaline activation is carried out at 600-1000 ° ⁇ in an inert or reducing atmosphere, washing of the product after activation is carried out with an acid solution and distilled water, molding is carried out using modified starch, kaolin, or polyurethane adhesive, drying at 50-200 ° ⁇ for 1- 48 hours, if necessary, calcining at 600-1000 ° C for 0.5-5 hours. Molding is carried out manually, or using an extruder with dies of 3-10 mm in size. The ratio of the binder to the carbon material is 0.5-50: 1 by weight, the solvent is taken in the amount necessary to obtain an optimally molded consistency. After molding, drying is carried out at 50-200 ° C for 3-48 hours. The resulting material has a specific surface area of 1560-
  • the material has a large specific surface, high sorption capacities in relation to various adsorbates.
  • the disadvantage of this invention is the low energy adsorption of natural gas, methane, which is determined by the wide nanopores of the adsorbent up to 20 A, at the required ⁇ 10 A [.M. Anuchin, A.A. Fomkin, A.P. Korotich, AM Tolmachev Adsorption concentration of methane. Dependence of adsorbate density on the width of slit-like micropores of activated carbon // Physicochemistry of the surface and protection of materials. 2014.V.50. N ° 2. S.156-160.] (The most sorption active pores for methane).
  • the technical result of the claimed group of inventions is to increase the amount of natural gas accumulated by the material, methane per unit volume of the storage system, increase the bulk density of the adsorption material to 600 kg / m 3 or more, as well as increase the packing density of the adsorption material in specialized collapsible adsorbers before filling the storage system 95% or more, while maintaining the diffusion characteristics.
  • the block nanoporous carbon material for the storage of natural gas, methane has a nanopore volume of at least 0.5 cm 3 / g, an average effective nanopore width of 8 to 14 A and an apparent bulk density of at least 600 kg / m .
  • Block nanoporous carbon material for the accumulation of natural gas, methane is a molded block in the form of a cube or parallelepiped, or cylinder, or volume sector, or tetrahedron.
  • the technical result of the claimed invention is achieved by the fact that in the method for producing block nanoporous carbon material for the accumulation of natural gas, methane carbon nanoporous material obtained from carbonized and activated solid raw materials of organic origin is crushed to an average fraction of granules from 700 to 1000 microns, polymer is added to the crushed material a binder in an amount of from 3 to 12% of the mass, and distilled water in an amount of from 5 to 80% of the mass, mix, molding under pressure and from 150 kgf / cm2 to 3000 kgf / cm2, after which the molded blocks are dried at a temperature of from 110 to 150 ° C for 3 48 hours.
  • the volume of nanopores and the average effective width of nanopores were measured using the isotherm of a standard nitrogen vapor at 77 K, measured after preliminary regeneration of the material at 200 ° C to a pressure of OD Pa.
  • the determination of the parameters of the porous structure was carried out according to standard BET methods [Brunauer S. Adsorption of gases and vapors. M .: Publishing house of foreign countries. Liters, 1948. T. 1. 781c], and
  • Theories of volumetric filling of micropores [Dubinin MM Adsorption and porosity - M .: VAHZ. 1976].
  • the determination of the bulk (apparent) density of the material was carried out according to the method proposed in GOST R 55959 “Activated carbon”.
  • the standard method for determining bulk density with the exception of the sampling method of a given volume. Sampling was carried out by random selection of a block of material.
  • the determination of the volume of material was carried out by measuring the parameters of the material using a caliper GOST 166 and / or measuring ruler GOST 427, and recalculating the volume according to the appropriate formulas.
  • the granulated nanoporous carbon material AS-1 obtained from carbonized and activated coconut shells, was crushed to a fraction of 800 + 1000 ⁇ m, a sample was taken with a total mass of ⁇ 230 g, to which was added 12% by weight, latex and 60% by weight, distilled water, a mixture stirred, placed in a press and kept for 10 min at a pressure of 300 kgf / cm, removed and placed in a drying chamber at a temperature of 130 ° C for 12 hours.
  • the resulting material has a nanopore volume of 0.61 cm / g, an average effective pore width of 12.2 A, and a bulk (apparent) density of 638 kg / m.
  • the volume of natural gas accumulated at a pressure of 7 MPa and a temperature of 20 ° C on a scaled sample was 164.5 L (CH ⁇ / L (adsorption material).
  • This methane storage volume corresponds to promising laboratory carbon adsorbents obtained in gram quantities.
  • Half-life "Or half of the time for which a given volume of natural gas is adsorbed, for blocks of adsorption material was 0.35 s (at 0.33 in the calibration experiment), which indicates the absence of a noticeable effect of the porous the structure of the adsorption material on the gas-dynamic (diffusion) characteristics of the storage system.
  • Example 2 It differs from Example 1 in that 6% of the mass, latex and 25% of the mass of distilled water were added to the crushed nanoporous material.
  • the resulting material has a nanopore volume of 0.60 cm / g, an average effective pore width of 12.4 A, and a bulk (apparent) density of 623 kg / m.
  • the volume of natural gas accumulated at a pressure of 7 MPa and a temperature of 20 ° C on a scaled sample was 161.3 L (SSCul (adsorption material).
  • the half-life for blocks of adsorption material was 0.34 s.
  • Example 2 It differs from Example 1 in that the raw material used was the AP-2 nanoporous material obtained from carbonized and activated coal, with a sample weight of 325 g, to which 6% by weight, latex and 25% by weight of distilled water were added.
  • the resulting material has a nanopore volume of 0.50 cm / g, an average effective pore width of 14.0 A, and bulk (apparent) density of 703 kg / m 3 .
  • the volume of natural gas accumulated at a pressure of 7 MPa and a temperature of 20 ° C on a scaled sample was 162.1 l (CH ⁇ / l (adsorption material).
  • the half-life for blocks of adsorption material was 0.37 s.
  • Powdered nanoporous carbon material AC1K obtained from carbonized and activated anthracite coal was crushed to a fraction of 700 ⁇ 900 ⁇ m, a sample was taken with a total mass of ⁇ 14.1 g, to which was added 3% mass, latex and 5% mass, distilled water, the mixture was mixed , placed in a press and kept for 20 min at a pressure of 3000 kgf / cm 2 , removed and placed in a drying chamber at a temperature of 150 ° C for 3 hours.
  • the resulting material has a nanopore volume of 0.5 cm / g, an average effective pore width of 8.2 A, and a bulk (apparent) density of 980 kg / m.
  • the volume of natural gas accumulated at a pressure of 10 MPa and a temperature of 20 ° C on a scaled sample was 218.5 L (CH 4 ) / L (adsorption material).
  • the half-life time or half of the time for which a given volume of natural gas is adsorbed for blocks of adsorption material was 0.4 s.
  • Powdered nanoporous carbon material AF-3 obtained from carbonized and activated peat, was crushed to a fraction of 700 ⁇ -1000 ⁇ m, a sample was taken with a total mass of ⁇ 370 g, to which was added 12% of the mass, latex and 80% of the mass, distilled water, the mixture was mixed , placed in a press and kept for 30 min at a pressure of 150 kgf / cm 2 , removed and placed in a drying chamber at a temperature of PO ° C for 48 hours.
  • the resulting material has a nanopore volume of 0.54 cm 3 / g, an average effective pore width of 13.0 A, and a bulk (apparent) density of 600 kg / m.
  • the volume of methane accumulated at a pressure of 10 MPa and a temperature of 20 ° C on a scaled sample was 160.0 L (CH 4 ) / L (adsorption material).
  • the half-life time or half of the time for which it is adsorbed the target volume of methane for blocks of adsorption material was 0.37 s.
  • the inventive material has a high bulk density and an optimal porous structure for solving the problems of accumulation of natural gas, methane.
  • the resulting material can be used as a highly efficient accumulator of natural gas, methane in storage, distribution and transportation systems.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Изобретение относится к активированному углеродному материалу для хранения, распределения и транспортировки природного газа или метана. Технический результат заявляемого изобретения заключается в увеличении количества аккумулированного материалом природного газа в единице объема системы хранения, повышении насыпной плотности адсорбционного материала, а также повышения плотности упаковки адсорбционного материала в специализированных разборных адсорберах, что позволяет заполнить систему хранения на 95% и более от ее объема, при сохранении диффузионных характеристик. Технический результат заявляемого изобретения достигается за счет создания блочного нанопористого углеродного материала обладающего рядом технологических свойств: высокой насыпной плотностью, более 600 кг/м3, специальной формой блоков в виде куба, параллелепипеда, цилиндра, объемного сектора или тетраэдера, оптимальным сочетанием средней эффективной ширины пор материала и объема нанопор, что позволяет обеспечить большое количество аккумулированного материалом газа, максимально плотную упаковку материала в специализированных разборных адсорберах.

Description

Блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана и способ его получения
Группа изобретений относится к активированному углеродному материалу, обладающему развитой системой нанопор и, при необходимости, специальной формой блоков с целью максимально плотной упаковки материала в специализированных разъемных адсорберах для хранения, распределения и транспортировки природного газа или метана, а также способу его получения.
В настоящее время среди нетрадиционных способов хранения природного газа, метана наиболее перспективным является адсорбционный способ, так как он не требует создания специальных климатических условий в системах хранения. Кроме того, разработка подходов к синтезу нанопористых материалов, позволила получить адсорбенты способные создать конкуренцию по объему выдаваемого природного газа потребителю существующим системам хранения природного газа под давлением (в компримированном виде).
Среди существующих адсорбентов наиболее перспективными для аккумулирования природного газа, метана являются нанопористые углеродные адсорбенты. Это определяется их адсорбционными свойствами: обладают развитой пористостью и относительно большими объемами нанопор 0.5...1.0 см /г - наиболее сорбционно активными порами при аккумулировании газов. Средние эффективные размеры нанопор у подавляющего большинства углеродных адсорбентов составляют 1-2 нм и более, что позволяет обеспечить хорошие диффузионные свойства углеродных материалов для адсорбции природного газа, метана при комнатной температуре. Процессы адсорбции - десорбции обратимы. Высокая насыпная плотность углеродных адсорбентов позволяет снизить объем газовой фазы в системе хранения и, как следствие, повысить объемную плотность аккумулированного газа.
Углеродные адсорбенты в большинстве своем обладают относительно не высокой теплотой адсорбции газов при высокой теплоемкости самого материала, что обеспечивает снижение тепловых колебаний системы хранения при изменении температуры окружающей среды. Углеродные адсорбенты обладают свойством гидрофобности, что позволяет понизить требования к влажности природного газа.
Углеродные адсорбенты обладают достаточной жесткостью и стабильностью пористой структуры, устойчивы к циклическим нагрузкам.
В перспективе добиться широкого внедрения адсорбционных газовых терминалов на основе углеродных материалов возможно при использовании специальных адсорберов, объем которых полностью заполнен специальными блоками адсорбционного материала. Такой подход позволит повысить эффективность адсорбционных терминалов за счет исключения паразитного объема газовой фазы, и применения высокоёмких углеродных материалов.
В целом углеродные пористые материалы получают путем пиролиза (карбонизации) твердых органических материалов, в том числе различных типов углей, торфа, нефтяных остатков, скорлупы различных орехов, древесные отходы, отходов биомассы, с последующей физической активацией их водяным паром, и/или углекислым газом, и/или кислородом воздуха, либо химической активацией органическими кислотами (В .Б. Фенелонов. Пористый углерод. - Новосибирск, 1995, 513 с).
Также известен наноструктурированный микропористый углеродный материал (патент RU 2307704, опуб. 10.10.2007), представляющий собой наноструктурированную клеткоподобную систему, состоящую из ячеек из 1 -2 графитоподобных монослойных частиц размером 1 -2 нм, с удельной поверхностью SB3T = 3 170-3450 м2/г, суммарным объемом пор Vnop = 1 ,77-2,97 см3/г, объемом микропор Wo = 1 ,48-1 ,87 см /г и характерным распределением суммарного объема пор по размерам. Для приготовления материала карбонизируют рисовую шелуху в кипящем слое катализатора состава CuO+MgO+Cr203 ( 10. . . 15 %вес.) нанесенного на у-А120з при температуре 550 °С. Карбонизат смешивают с раствором КОН и после упаривания воды помещают в реактор для активации при 700 °С. По утверждению заявителя материал обладает высокими значениями адсорбционной емкости по метану и водороду, что определяется большим объемом пор и высокой удельной поверхностью. Однако в области давлений до 7 МПа, для которой характерно наиболее эффективное аккумулирование газов, большой объем пор не всегда является показателем величины запасенного газа, а определяющим является соотношение энергии адсорбции аккумулируемого газа и объема пор. В первом приближении, в качестве критерия оценки влияния данного соотношения на способность материала аккумулировать природный газ, метан можно использовать зависимость удельного объема аккумулированного газа от удельной поверхности по БЭТ SBST- Эффективность адсорбционного аккумулирования с увеличением удельной поверхности SBST на углеродных адсорбентах падает, после прохождения максимума при SBST ~ 1500 м /г, и, следовательно, данные материалы, не могут запасать большое количество природного газа, метана. Также, недостатком данного материала является широкое распределение пор по размерам, при котором на долю наиболее сорбционно активных по метану пор (d = 0.5. . . 1 .5 нм) приходится не более 23.7% от общего объема. Помимо этого, материал имеет порошкообразную форму, что определяет малый насыпной вес материала и высокое пылеобразование, резко повышающее пожароопасность систем аккумулирования, использующих этот материал. Известны высокоэффективные адсорбенты на основе активированного угля с высокой микропористостью (патент RU 2378046, опуб. 10.01.2010) представляющие собой углеродные материалы в виде его дискретных зерен, предпочтительно сферической формы, обладающие высокой микропористостью и характеризующиеся тем, что они имеют следующие параметры: общий объем пор, определяемый по методу Гурвича, по меньшей мере 0,7 см /г, при этом на долю микропор диаметром не более 20 А в этом общем объеме пор приходится по меньшей мере 70%, средний диаметр пор максимум 30 А и удельная поверхность SB3T ПО меньшей мере 1500 м /г. Также известны высокоэффективные адсорбенты на основе активированного угля с высокой пористостью, представленной мезо- и макропорами RU2426591, имеющие форму отдельных зерен активированного угля, где по меньшей мере, 55 % общего объема пор высокоэффективных адсорбентов составляют поры (то есть, мезо- и макропоры) диаметром более 20 А, при этом адсорбенты характеризуются мерой центра распределения диаметра пор более 25 А, обладают удельной поверхностью, измеренной методом БЭТ, по меньшей мере, 1250 м /г. Способ получения данных материалов заключается в карбонизации и последующей активации гелеобразных сульфированных сополимеров стирола и дивинилбензола (от 2 до 10 мас.%,), прежде всего сульфированных, сшитых дивинилбензолом полистиролов, в форме шаровидных зерен. Особенностью данных материалов - полимерных углеродных адсорбентов, является структура поверхности, у которой удельная насыщенность атомами углерода, создающими основное адсорбционное поле при взаимодействии с молекулами адсорбированного вещества значительно ниже, чем у любого углеродного адсорбента (активированного угля), по причине наличия в их структуре химически связанных атомов водорода Н и серы S. Это приводит к снижению адсорбционной способности, в том числе и по метану. Кроме того, данные материалы обладают слишком большой шириной пор для аккумулирования природного газа, метана, не менее 18.57 А, что определяет низкую энергию адсорбции метана, и, соответственно, малый удельный объем запасаемого природного газа, метана. Значения насыпной плотности, указанные заявителем в изобретениях, находятся в интервале от 250 до 750 кг/м , и, учитывая, что заявляемые материалы имеют сферическую форму гранул, то при узком распределении гранул по размерам, насыпной вес не может превышать ~ 400 кг/м3, а повышение насыпного веса материала возможно лишь с увеличением распределения гранул по размерам, и увеличения доли гранул с размерами до 200 мкм, что фактически представляет собой угольную пыль. Таким образом, данные материалы имеют низкую насыпную плотность, а ее увеличение наносит ущерб безопасности эксплуатации адсорбционной системы.
Наиболее близким по сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является углеродный материал (патент RU 2446098, опуб. 27.03.2012) представляющий собой, формованный наноструктурированный микропористый углеродный адсорбент, получаемый последующим выполнением стадий карбонизации лигноцеллюлозного материала с зольностью 8-20 вес.%, последующую щелочную активацию в присутствии карбонатов и/или гидроксидов натрия или калия, отмывку, смешивание со связующим и формование (экструзию). Карбонизацию осуществляют при 400-800°С при мольном отношении кислорода воздуха к углероду лигноцеллюлозного материала, равном 0,8-3,0, в течение 1-60 сек в кипящем слое катализатора или инертного носителя. Щелочную активацию осуществляют при 600-1000 °С в инертной или восстановительной атмосфере, отмывку продукта после активации проводят раствором кислоты и дистиллированной водой, формование проводят с применением модифицированного крахмала, каолина, либо полиуретанового клея, сушку при 50-200 °С в течение 1-48 ч, при необходимости - прокалку при 600-1000 °С в течение 0,5-5 ч. Формование осуществляют вручную, либо с применением экструдера с фильерами размером 3-10 мм. Соотношение связующего к углеродному материалу составляет 0,5-50: 1 по массе, растворитель берется в количестве, необходимом для получения оптимально формуемой консистенции. После формования сушку осуществляют при 50-200 °С в течение 3-48 ч. Полученный материал имеет удельную поверхность 1560-
2 3
2550 м7г, суммарный объем пор 1,0-1,5 см /г, объем микропор 0,6-1 ,3 см /г. Материал обладает большой удельной поверхностью, высокими значениями сорбционной емкости по отношению к различным адсорбатам.
Недостатком данного изобретения является низкая энергия адсорбции природного газа, метана, которая определяется широкими нанопорами адсорбента до 20 А, при требуемых ~ 10 А [ .М. Анучин, А. А. Фомкин, А.П. Коротыч, A.M. Толмачев Адсорбционное концентрирование метана. Зависимость плотности адсорбата от ширины щелевидных микропор активированных углей // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2014. Т.50. N°2. С.156-160.] (наиболее сорбционно активные поры по метану). Несмотря на то, что авторами не приводятся данные о распределении микропор по размерам, о относительно большой ширине пор косвенно свидетельствует тот факт, что при формовании материала большая доля пор забивается связующим: до стадии формования Vi = 2,2 см /г, УМи = 1 ,9 см /г, после стадии формования = 1 ,0...1,5 см3/г, КМи = 0,6...1,3 см3/г. Также авторами не приводятся данные о насыпном весе формованного углеродного материала, его твердости, что не дает возможности оценить его эксплуатационные характеристики.
Задача заявляемой группы изобретений - разработать блочный нанопористый углеродный материал с высокой насыпной плотностью, более 600 м3/кг, обладающий оптимальной для аккумулирования природного газа или метана средней эффективной шириной (диаметром) нанопор от 8 до 14 А, объемом нанопор более УМи = 0,5 см3/г. Технический результат заявляемой группы изобретений заключается в увеличении количества аккумулированного материалом природного газа, метана в единице объема системы хранения, повышении насыпной плотности адсорбционного материала до 600 кг/м3 и более, а также повышении плотности упаковки адсорбционного материала в специализированных разборных адсорберах до заполнения системы хранения на 95 % и более, при сохранении диффузионных характеристик.
Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана имеет объем нанопор не менее 0,5 см3/г, среднюю эффективную ширину нанопор от 8 до 14 А и кажущуюся насыпную плотность не менее 600 кг/м .
Блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана, в частности, представляет собой формованные блоки в виде куба или параллелепипеда, или цилиндра, или объемного сектора, или тетраэдера.
Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что в способе получения блочного нанопористого углеродного материала для аккумулирования природного газа, метана углеродный нанопористый материал, полученный из карбонизированного и активированного твердого сырья органического происхождения дробят до средней фракции гранул от 700 до 1000 мкм, к дробленому материалу добавляют полимерное связующее в количестве от 3 до 12 % масс, и дистиллированную воду в количестве от 5 до 80 % масс, перемешивают, производят формование при давлении от 150 кгс/см2 до 3000 кгс/см2 , после чего формованные блоки сушат при температуре от 110 до 150 °С в течение 3 48 часов.
В качестве полимерного связующего может быть использован латекс или поливинилацетат. Формование производят с помощью пресса или экструдера. Полученный блочный нанопористый углеродный материал имеет форму блоков куба, параллелепипеда, цилиндра, объемного сектора или тетраэдера, насыпную (кажущуюся) плотность более 600 м3/кг, обладает средней эффективной шириной (диаметр) нанопор Х0 = 8 14 А, объемом нанопор более ГМи = 0,5 см /г. Измерения объема нанопор и средней эффективной ширины нанопор проводили по изотерме стандартного пара азота при 77 К, измеренной после предварительной регенерации материала при 200 °С до давления ОД Па. Определение параметров пористой структуры проводилось по стандартным методикам БЭТ [Брунауэр С. Адсорбция газов и паров. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1948. Т. 1. 781с], и Теории объемного заполнения микропор [Дубинин М.М. Адсорбция и пористость - М.: ВАХЗ. 1976]. Определение насыпной (кажущейся) плотности материала проводили согласно методике, предложенной в ГОСТ Р 55959 «Уголь активированный». Стандартный метод определения насыпной плотности, за исключением метода отбора проб заданного объема. Отбор проб осуществлялся случайным выбором блока материала. Определение объема материала проводилось путем измерения параметров материала при помощи штангенциркуля ГОСТ 166 и/или линейки измерительной ГОСТ 427, и пересчета объема по соответствующим формулам.
Сущность группы изобретений иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
Гранулированный нанопористый углеродный материал AS-1, полученный из карбонизированной и активированной скорлупы кокосового ореха, дробили до фракции 800+1000 мкм, отбирали пробу общей массой ~ 230 г, к которой добавляли 12 % масс, латекса и 60 % масс, дистиллированной воды, смесь перемешивали, помещали в пресс и выдерживали в течение 10 мин при давлении 300 кгс/см , извлекали и помещали в сушильную камеру при температуре 130 °С на 12 часов. Полученный материал обладает объемом нанопор 0.61 см /г, средней эффективной шириной пор 12.2 А, насыпной (кажущейся) плотностью 638 кг/м . Объем природного газа, аккумулированного при давлении 7 МПа и температуре 20 °С на масштабированном образце составил 164,5 л (СН^/л (адсорбционного материала). Такой объем аккумулирования метана соответствует перспективным лабораторным углеродным адсорбентам, получаемым в граммовых количествах. Время «полуотработки» или половина от времени, за которое адсорбируется заданный объем природного газа, для блоков адсорбционного материала составило 0,35 с (при 0,33 в калибровочном опыте), что свидетельствует об отсутствии заметного влияния пористой структуры адсорбционного материала на газодинамические (диффузионные) характеристики системы хранения.
Пример 2
Отличается от Примера 1, тем что к дробленому нанопористому материалу добавляли 6 % масс, латекса и 25 % масс, дистиллированной воды. Полученный материал обладает объемом нанопор 0,60 см /г, средней эффективной шириной пор 12,4 А, насыпной (кажущейся) плотностью 623 кг/м . Объем природного газа, аккумулированного при давлении 7 МПа и температуре 20 °С на масштабированном образце составил 161,3 л (СНЦУл (адсорбционного материала). Время «полуотработки» для блоков адсорбционного материала составило 0,34 с.
Пример 3
Отличается от Примера 1 , тем что в качестве сырья использовали нанопористый материал АР-2, полученный из карбонизированного и активированного каменного угля, массой пробы 325 г, к которой добавляли 6 % масс, латекса и 25 % масс, дистиллированной воды. Полученный материал обладает объемом нанопор 0,50 см /г, средней эффективной шириной пор 14,0 А, насыпной (кажущейся) плотностью 703 кг/м3. Объем природного газа, аккумулированного при давлении 7 МПа и температуре 20 °С на масштабированном образце составил 162,1 л (СН^/л (адсорбционного материала). Время «полуотработки» для блоков адсорбционного материала составило 0.37 с.
Пример 4
Порошкообразный нанопористый углеродный материал АС1К, полученный из карбонизированного и активированного антрацитового угля, дробили до фракции 700^900 мкм, отбирали пробу общей массой ~ 14,1 г, к которой добавляли 3 % масс, латекса и 5 % масс, дистиллированной воды, смесь перемешивали, помещали в пресс и выдерживали в течение 20 мин при давлении 3000 кгс/см2, извлекали и помещали в сушильную камеру при температуре 150 °С на 3 часа. Полученный материал обладает объемом нанопор 0,5 см /г, средней эффективной шириной пор 8,2 А, насыпной (кажущейся) плотностью 980 кг/м . Объем природного газа, аккумулированного при давлении 10 МПа и температуре 20 °С на масштабированном образце составил 218,5 л (СН4)/л (адсорбционного материала). Время «полуотработки» или половина от времени, за которое адсорбируется заданный объем природного газа, для блоков адсорбционного материала составило 0,4 с.
Пример 5
Порошкообразный нанопористый углеродный материал AF-3, полученный из карбонизированного и активированного торфа, дробили до фракции 700^-1000 мкм, отбирали пробу общей массой ~ 370 г, к которой добавляли 12 % масс, латекса и 80 % масс, дистиллированной воды, смесь перемешивали, помещали в пресс и выдерживали в течение 30 мин при давлении 150 кгс/см2, извлекали и помещали в сушильную камеру при температуре ПО °С на 48 часов. Полученный материал обладает объемом нанопор 0,54 см3/г, средней эффективной шириной пор 13,0 А, насыпной (кажущейся) плотностью 600 кг/м . Объем метана, аккумулированного при давлении 10 МПа и температуре 20 °С на масштабированном образце составил 160,0 л (СН4)/л (адсорбционного материала). Время «полуотработки» или половина от времени, за которое адсорбируется заданный объем метана, для блоков адсорбционного материала составило 0,37 с.
Также могут быть осуществлены многие другие формы выполнения изобретений, не выходящие за пределы заявленной группы изобретений.
Преимущество заявляемой группы изобретений заключается в следующем. Как видно из описания и приведенных примеров заявляемый материал обладает высокой насыпной плотностью и оптимальной пористой структурой для решения задач аккумулирования природного газа, метана. Полученный материал может найти применение в качестве высокоэффективного аккумулятора природного газа, метана в системах хранения, распределения и транспортировки.

Claims

Формула изобретения
1. Блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана, характеризующийся тем, что он имеет объем нанопор не менее 0,5 см /г, среднюю эффективную ширину нанопор от 8 до 14 А и кажущуюся насыпную плотность не менее 600 кг/м3.
2. Материал по п.1, отличающийся тем, что он представляет собой формованные блоки в виде куба или параллелепипеда, или цилиндра, или объемного сектора, или тетраэдера.
3. Способ получения блочного нанопористого углеродного материала для аккумулирования природного газа, метана, заключающийся в том, что углеродный нанопористый материал, полученный из карбонизированного и активированного твердого сырья органического происхождения дробят до средней фракции гранул от 700 до 1000 мкм, к дробленому материалу добавляют полимерное связующее в количестве от 3 до 12 % масс, и дистиллированную воду в количестве от 5 до 80 % масс, перемешивают, производят формование при давлении от 150 кгс/см до 3000 кгс/см2 , после чего формованные блоки сушат при температуре от 110 до 150 °С в течение 3 48 часов.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве полимерного связующего используют латекс или поливинилацетат.
5. Способ по пп.З или 4 отличающийся тем, что формование производят с помощью пресса или экструдера.
PCT/RU2017/000412 2016-06-22 2017-06-14 Блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана и способ его получения Ceased WO2017222420A2 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780038228.1A CN109689202B (zh) 2016-06-22 2017-06-14 用于蓄积天然气或甲烷的块状多孔碳材料及其生产方法
JP2018559822A JP6972455B2 (ja) 2016-06-22 2017-06-14 天然ガスまたはメタンを蓄積するためのブロック状のナノ多孔質炭素材料、およびその材料を得るための方法
DE112017003150.8T DE112017003150T5 (de) 2016-06-22 2017-06-14 Nanoporöses Kohlenstoffmaterial in Blöcken für die Akkumulation von Erdgas oder Methan, und eine Methode zu deren Herstellung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016124918 2016-06-22
RU2016124918A RU2625671C1 (ru) 2016-06-22 2016-06-22 Блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана и способ его получения

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2017222420A2 true WO2017222420A2 (ru) 2017-12-28
WO2017222420A3 WO2017222420A3 (ru) 2018-02-08

Family

ID=59495402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000412 Ceased WO2017222420A2 (ru) 2016-06-22 2017-06-14 Блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана и способ его получения

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6972455B2 (ru)
CN (1) CN109689202B (ru)
DE (1) DE112017003150T5 (ru)
RU (1) RU2625671C1 (ru)
WO (1) WO2017222420A2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111686735A (zh) * 2020-06-30 2020-09-22 中国石油大学(华东) 一种载体煤改性制备高分散型煤/重油加氢共炼催化剂
RU2744400C2 (ru) * 2018-12-24 2021-03-09 Публичное акционерное общество "Газпром" Блочный микропористый углеродный адсорбент и способ его получения

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2701908C2 (ru) * 2017-12-25 2019-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (Институт катализа СО РАН, ИК СО РАН) Способ получения углеродного материала
RU2736586C1 (ru) * 2019-07-09 2020-11-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") Формованный наноструктурированный микропористый углеродный сорбент и способ его получения
EP4182600A1 (en) * 2021-10-04 2023-05-24 Publichnoe Aktsionernoe Obschestvo "Gazprom" Method for adsorptive storage of natural gas, methane, and complex for implementation thereof (embodiments)
KR20240049854A (ko) * 2021-11-30 2024-04-17 푸블리크노에 악찌오네르노에 옵쉐스트보 “가츠프롬” 가스 축적을 위한 블록 복합 재료 및 그의 제조 방법
JP7828805B2 (ja) * 2022-03-29 2026-03-12 日産自動車株式会社 ナノ多孔質成形体およびこれを用いた熱交換装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2307704C1 (ru) 2006-02-09 2007-10-10 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Наноструктурированный микропористый углеродный материал
RU2378046C2 (ru) 2006-10-12 2010-01-10 Блюхер Гмбх Высокоэффективные адсорбенты на основе активированного угля с высокой микропористостью
RU2426591C2 (ru) 2007-03-14 2011-08-20 Блюхер Гмбх Высокоэффективные адсорбенты на основе активированного угля с высокой пористостью, представленной мезо- и макропорами
RU2446098C1 (ru) 2010-08-30 2012-03-27 Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН Углеродный материал

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4999330A (en) * 1988-03-22 1991-03-12 Universite Du Quebec A Trois-Rivieres High-density adsorbent and method of producing same
WO1994001714A1 (en) * 1992-07-01 1994-01-20 Allied-Signal Inc. Storage of natural gas
RU2151737C1 (ru) * 1997-05-30 2000-06-27 Акционерное общество закрытого типа "Карбид" Способ получения пористого углеродного изделия и пористое углеродное изделие, полученное этим способом
WO1999041010A1 (fr) * 1998-02-17 1999-08-19 Kanebo, Limited Carbone active pour adsorption et stockage d'un compose gazeux
GB0506278D0 (en) * 2005-03-29 2005-05-04 British American Tobacco Co Porous carbon materials and smoking articles and smoke filters therefor incorporating such materials
DE102006010636A1 (de) * 2005-12-19 2007-06-21 BLüCHER GMBH Sorptionsspeichereinheit für Gase
RU2311227C1 (ru) * 2006-02-09 2007-11-27 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Способ получения наноструктурированного углеродного материала с высокой удельной поверхностью и микропористостью
MX2009004951A (es) * 2006-11-08 2009-07-27 Univ Missouri Carbon de alta area superficial y proceso para su produccion.
FR2946894B1 (fr) * 2009-06-22 2012-09-14 Inst Francais Du Petrole Procede de separation de co2 par adsorption modulee en pression sur un solide carbone poreux
CN101948106B (zh) * 2010-09-28 2013-03-27 华东理工大学 一种高比表面积块体多孔炭的制备方法
RU2550176C2 (ru) * 2013-05-06 2015-05-10 Юрий Филиппович Гайворонский Графеновая пемза, способы ее изготовления и активации
CN103449400B (zh) * 2013-08-02 2015-05-27 杭州师范大学 一种工业生产高堆积密度的有序介孔碳材料的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2307704C1 (ru) 2006-02-09 2007-10-10 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Наноструктурированный микропористый углеродный материал
RU2378046C2 (ru) 2006-10-12 2010-01-10 Блюхер Гмбх Высокоэффективные адсорбенты на основе активированного угля с высокой микропористостью
RU2426591C2 (ru) 2007-03-14 2011-08-20 Блюхер Гмбх Высокоэффективные адсорбенты на основе активированного угля с высокой пористостью, представленной мезо- и макропорами
RU2446098C1 (ru) 2010-08-30 2012-03-27 Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН Углеродный материал

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANUCHIN K. M.; FOMKIN A. A.; KOROTYCH A. P.; TOLMACHEV A. M.: "Adsorptive Concentration of Methane. Dependence of Adsorbate Density on Width of Slit Micropores in Activated Carbons", SURFACE PHYSICS AND CHEMISTRY, AND MATERIAL PROTECTION, vol. 50, no. 2, 2014, pages 156 - 160
BRUNAUER S: "Adsorption of Gases and Vapours", vol. 1, 1948, WORLD LITERATURE PUBLISHERS, pages: 781
DUBININ M. M.: "Adsorption and Porosity", 1976, VAHZ
FENELONOV V. B., POROUS CARBON. -NOVOSIBIRSK, 1995, pages 513

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2744400C2 (ru) * 2018-12-24 2021-03-09 Публичное акционерное общество "Газпром" Блочный микропористый углеродный адсорбент и способ его получения
CN111686735A (zh) * 2020-06-30 2020-09-22 中国石油大学(华东) 一种载体煤改性制备高分散型煤/重油加氢共炼催化剂

Also Published As

Publication number Publication date
CN109689202B (zh) 2022-04-01
CN109689202A (zh) 2019-04-26
RU2625671C1 (ru) 2017-07-18
JP2019521837A (ja) 2019-08-08
JP6972455B2 (ja) 2021-11-24
DE112017003150T5 (de) 2019-05-29
WO2017222420A3 (ru) 2018-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2625671C1 (ru) Блочный нанопористый углеродный материал для аккумулирования природного газа, метана и способ его получения
Jin et al. Carbon nanotube modified carbon composite monoliths as superior adsorbents for carbon dioxide capture
Yoon et al. Gas‐sorption selectivity of CUK‐1: A porous coordination solid made of cobalt (ii) and pyridine‐2, 4‐dicarboxylic acid
US5726118A (en) Activated carbon for separation of fluids by adsorption and method for its preparation
Song et al. Superior carbon-based CO2 adsorbents prepared from poplar anthers
CN106660009B (zh) 来自天然碳水化合物的微孔碳吸附剂
JP5602435B2 (ja) メゾ及びマクロ孔隙率を有する活性炭に基づく吸着剤
RU2745599C2 (ru) Способ увеличения объемной вместимости в системах хранения и высвобождения газа
WO2019092128A1 (en) Materials for the direct capture of carbon dioxide from atmospheric air
KR102500113B1 (ko) 저배출, 고작용 용량의 흡착제 및 캐니스터 시스템
Zhou et al. Carbon-based CO2 adsorbents
CA2728649A1 (en) Porous carbon material and a method of production thereof
Landström et al. Inducing hierarchical pores in nano-MOFs for efficient gas separation
Elsayed et al. Preparation and structure characterization of carbons prepared from resorcinol-formaldehyde resin by CO2 activation
Rivera‐Torrente et al. Understanding the effects of binders in gas sorption and acidity of aluminium fumarate extrudates
JPH08224468A (ja) 円筒ペレット状炭素系吸着剤
RU2446098C1 (ru) Углеродный материал
EP3366748B1 (en) A composite material for thermochemical storage and a method for forming a composite material
CN121194833A (zh) 制备吸附剂物体的方法
Sivadas et al. Effect of catalyst concentration and high-temperature activation on the CO2 adsorption of carbon nanospheres prepared by solvothermal carbonization of β-cyclodextrin
US11433373B2 (en) Methods of making zeolite-templated carbon pellets and uses thereof
JP7710086B2 (ja) ガス蓄積用ブロック複合材料およびその製造方法
RU2671583C1 (ru) Поглотитель диоксида углерода, способ его приготовления и способ очистки газовых смесей
RU2736586C1 (ru) Формованный наноструктурированный микропористый углеродный сорбент и способ его получения
RU2744400C2 (ru) Блочный микропористый углеродный адсорбент и способ его получения

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018559822

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17777398

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17777398

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2