天然气脱碳研究有新进展:南工大科研团队做出净化天然气筛子

在双碳战略背景下,发展清洁能源,实现二氧化碳(CO2)分离与捕集是工业过程减排的重要途径。

“天然气中含有的二氧化碳会降低燃料热值并腐蚀输送管道,因此天然气进入输送管 前需进行脱碳处理。”顾学红教授介绍说,天然气碳排放量远低于煤碳和石油,是相对洁净的化石能源,在未来的能源结构调整中天然气将发挥重要作用,对其进行脱碳处理是一个关键的生产环节。

顾学红形象地介绍道,譬如筛豆子时将大的留在上面,筛掉小的,沸石分子筛膜也制作了一张“特殊”的筛 ,筛分大小不同的气体分子。沸石分子‘筛子’孔径为0.36 纳米,二氧化碳分子直径为0.33纳米,甲烷分子为0.38纳米,这样二氧化碳就被筛出来了。

“筛出的1172个二氧化碳分子仅混有1个甲烷分子,效能远高于聚合物膜‘筛子’。”王学瑞介绍,全硅型DD3R分子筛膜是理想的天然气脱碳膜材料,但容易变形。鉴于此,课题组提出一种策略,即通过快速升温、瞬时热解(700 ℃),调控DD3R分子筛骨架柔性,再在中等温度(550 ℃)下连续煅烧脱除模板剂,做出高效“筛子”。

团队合影。受访者提供

顾学红表示,未来,团队将重点关注二氧化碳,氢气和稀有气体等气体分离领域。团队长期致力于分子筛膜的研究,所开发的透水分子筛膜在有机溶剂与水的分离已实现规模化工业应用,涉及乙醇、异丙醇、四氢呋喃等10余种溶剂,建成工业装置已有300多套。

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