活性炭吸附/脱附+催化燃烧系统的设计与控制

为使活性炭吸附/脱附+催化燃烧系统更加透明、安全和节能,以汽车钣喷车间废气处理为例,从活性炭吸附/脱附+催化燃烧系统的过程控制和安全角度出发,阐述了过滤器滤袋、活性炭装填容量、换热器换热面积、催化剂装载容量等详细工艺参数,明确了工艺系统中主要控制流程和重要控制参数,为印染行业和喷涂行业的用户提供了设计思路和控制方式,为未来同行业提供了参考和借鉴。

混合吸附质在废活性炭热再生过程中的受热脱附研究

在废活性炭热再生过程中,吸附质受热脱附是关键过程。在实际脱附过程中,由于残余吸附质的存在,传统模型导致模拟结果不准确。本文建立了一个多相多孔介质传热传质模型,它可以计算废活性炭中混合吸附质的受热脱附特性并能体现残余吸附质的存在,与传统模型相比准确性有显著提高。通过计算仿真结果与实验结果的对比,验证了该模型应用的可行性。基于模拟与理论分析得出:在恒温加热条件下,废活性炭样品的温升和液相含量的变化趋势分别体现“快–慢–快”和“慢–快–慢”的特点;热再生样品内部的流体流动以蒸汽流动为主液体流动为辅,蒸汽流动中黏性流动占比90%,液体流动主要由达西摩擦力驱动。该模型可以帮助避免过多的加热时间,以确保吸附质的完全热脱附。

活性炭吸附脱附工艺在新能源材料行业废气治理上的应用

碳中和与碳达峰提出之后,人们的环保意识不断提高,各种新能源材料也应运而生,在很多行业都得到了广泛的应用。但是新能源材料在生产与使用过程中,会产生大量的废气,如果没有及时对其进行处理,容易造成环境污染,威胁人们的身体健康,与我国环境保护的基本国策相悖。因此技术人员选择使用活性炭吸附脱附工艺来治理新能源行业产生的废气,最大限度降低其对环境所造成的污染。本文主要介绍了废气治理的必要性和活性炭吸附脱附工艺的特点,并以新能源锂电池为例分析了活性炭吸附脱附工艺在废气治理中的应用,希望给相关的工作人员提供一些参考信息。

沸石分子筛和活性炭吸附/脱附甲苯性能对比

考察了甲苯在NaY型沸石分子筛(简写为NaY)、13X型沸石分子筛(简写为13X)、Hβ型沸石分子筛(简写为Hβ)、MCM-22型沸石分子筛(简写为MCM-22)和ZSM-5型沸石分子筛(简写为ZSM-5)上的吸附/脱附性能,同时与椰壳活性炭(AC)的吸附/脱附性能进行对比。结果表明,各吸附剂对甲苯的平衡吸附量大小依次为:AC>NaY>Hβ>13X>MCM-22>ZSM-5,甲苯从吸附剂表面脱附难易程度依次为:AC>NaY、13X>Hβ>MCM-22>ZSM-5;ZSM-5对甲苯的平衡吸附量和吸附强度都最小,这是由于甲苯无法进入ZSM-5的内部孔道造成的;在低甲苯质量浓度(<1000mg/m3)时,NaY平衡吸附量超过AC,因此NaY更适合应用在低浓度有机废气吸附治理中;Langmuir吸附方程比Freundlich吸附方程更符合沸石分子筛吸附甲苯的行为。

挥发性有机物在活性炭纤维上的吸附和电致热脱附

采用3种不同的活性炭纤维,考察了VOCs种类、VOCs浓度以及床层温度对活性炭纤维吸附VOCs性能的影响,并采用电致热脱附技术进行再生研究.结果表明,甲苯浓度对吸附推动力影响较大,在高浓度下,可使吸附容量达到434.8mg/g.活性炭纤维吸附甲苯受温度影响较小,在60℃下仍然具有288.6mg/g的吸附容量.电致热脱附电压越大,活性炭纤维升温速率越快,脱附效率越高,经过100min即可完全脱附.经过4次吸脱附循环,活性炭纤维仍有较好的吸附效果,饱和吸附量能达到原有吸附量的80%以上.

活性炭纤维动态吸附氙性能及氙脱附行为研究

研究了活性炭纤维(ACF)前处理及再生前后动态吸附氙的性能差异,重点研究了温度对氙脱附行为的影响．结果表明,前处理对活性炭纤维动态吸附氙的性能有较大影响,而再生处理对吸附性能的影响不大．高温加热氙的脱附效率>97％,但存在150℃的温度阈值,且在150℃以上,温度的变化对氙的脱附没有影响．

超声波对活性炭吸附/脱附Cr(Ⅵ)的影响

研究了超声波对活性炭吸附/脱附Cr(Ⅵ)的影响,结果表明:有无超声波作用下,活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率均随pH值的升高而减小,相对于无超声作用体系,超声作用下的相平衡向吸附量减小的方向移动,且pH值越大,其减小的幅度越大;当Cr(Ⅵ)初始浓度由20mg.L-1增至110mg.L-1时,超声波作用下的Cr(Ⅵ)去除率由99.9%降至79.8%,平衡吸附量则由3.3mg.g-1增至15.0mg.g-1,与无超声波作用下的效果接近,但无超声波作用时的吸附率持续上升至平衡,而超声波作用下的吸附率先快速增加至近平衡,再出现小幅下降后又缓慢增至平衡。脱附实验发现,无论有无超声作用,活性炭表面Cr(Ⅵ)在蒸馏水中的脱附率均很小;添加NaOH可显著改善脱附效果,脱附率随NaOH用量的增加而增加,且超声场中NaOH对脱附的促进作用显著高于非超声场中的效果。

活性炭纤维吸附废水中对硝基苯酚及其脱附研究

采用新型高效吸附剂———活性炭纤维吸附废水中对硝基苯酚,对其吸附和脱附影响因素进行了较详细的研究,确定了最佳工艺参数,并对动态吸附-脱附进行了稳定性实验。在最佳的吸附条件下,装填4 g活性炭纤维可处理含对硝基苯酚1000 mg/L的废水1400 mL,出水对硝基苯酚浓度<2 mg/L,达到国家综合污水一级排放标准,活性炭纤维有效吸附量可达349.87 mg/g。在最佳脱附条件下,脱附率>99%,并可从高浓度脱附液中回收对硝基苯酚。稳定性实验表明,吸附-脱附性能稳定,采用活性炭纤维吸附处理对硝基苯酚废水是一种行之有效的处理方法。

水涤脱附条件下活性炭脱硫中吸附反应空间的研究

以不同吸附材料的吸附性能测试实验结果为依据,研究了水涤脱附条件下活性炭脱硫的机理,并以Zawadzki的反应机理为依据,对整个反应过程中的吸附反应空间进行了分析和估算.研究表明,在有水的情况下,只有当孔隙中具有一定的反应空间,使其能容纳反应系统的空间构型时,SO2才能发生氧化,从而产生有效的吸附位.因此,活性炭的孔径分布是决定吸附材料对SO2吸附性能的关键;孔宽为1nm时的吸附过程具有最大的孔隙利用率;峰值孔径超过1nm、颗粒直径为3mm的MHY30中孔型颗粒活性炭是一种理想的吸附材料.

微孔活性炭对对二甲苯的吸附和脱附性能

实验研究了两种典型活性炭对对二甲苯的气相吸附与脱附性能,分析了活性炭的孔隙结构、吸附与脱附温度对对二甲苯吸附量的影响规律.结果表明,随着吸附温度升高,活性炭吸附对二甲苯能力降低,吸附温度在30℃时,可以获得较高的吸附值;活性炭的中孔尺寸为1nm^2nm部分所占比表面积及比孔容越高,其吸附对二甲苯的性能越好.同时,两种活性炭气相吸附对二甲苯的量是其吸附升华萘量的1.10倍,表明用活性炭吸附对二甲苯方法来间接评价活性炭对萘的吸附量是可行的.

对氯苯酚在活性炭上的吸附与脱附工艺

研究了水溶液中活性炭对对氯苯酚稀溶液的吸附性能，测定了不同温度下的吸附平衡等温线。

活性炭吸附丙酮及其脱附规律的实验研究

为认识吸附剂物质脱附规律,实验测试了在不同真空度、温度、吸附入口浓度和不同脱附初始浓度下活性炭C40/4对丙酮吸附及脱附的性能曲线,实验得出:吸附性能曲线斜率受进口浓度、操作压力的影响;脱附性能曲线斜率受脱附出口初始与脱附平衡浓度差、操作压力的影响;而温度、床层高度、吸附空塔速度只是让穿透曲线左右平移;脱附时真空度越大,脱附气体浓度越大,但脱附速度相应变小;在真空下脱附的脱附柱的出口浓度达到初始脱附浓度的一半时,脱附速度大大减缓,并且由于吸附剂微孔内的毛细管现象作用,在低于0.06～0.07Mpa时,脱附出口浓度开始出现较长时间的反弹和维持,然后才缓慢下降;各种因素所引起的操作温度变化不大,对吸附和脱附的速度影响不大.

活性炭和分子筛对甲醛、苯和甲苯吸附质的热脱附研究

采用顶空气相色谱仪对甲醛、苯和甲苯3种吸附质在活性炭和分子筛上的热脱附进行了研究。首先对气相色谱顶空进样法重现性进行了验证,并试验证明了柱箱温度对FID的检测与响应值没有影响。测定了甲醛、苯和甲苯的标准曲线,得到不同温度下活性炭和分子筛对甲醛、苯和甲苯的热脱附曲线。结果表明,活性炭在较低的温度下即可脱附大部分甲醛和甲苯,而苯在分子筛上更易于脱附。

活性炭复合滤嘴吸附性能的热脱附研究

采用热脱附与气相色谱-质谱联用技术对活性炭滤嘴中活性炭和乙酸纤维脱附的组分进行了定性分析,并用峰面积归一化法测定了所含挥发性成分的质量分数,活性炭脱附组分共鉴定出芳香族化合物、醛酮类、烟碱、酸类、酯类等62种挥发性化合物。结果表明方法具有较好的重现性;为评价活性炭滤嘴的吸附性能提供了一种参考方法。

三聚氰酸在活性炭纤维毡表面的吸附及电脱附行为的研究

利用活性炭纤维毡(ACF)对三聚氰酸进行了静态吸附和电脱附,通过透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)对ACF微观结构进行了表征,并通过高效液相色谱(HPLC)检测了三聚氰酸含量.研究了吸附平衡时间、pH等对静态吸附的影响,以及电解质浓度和脱附时间对电脱附率的影响.结果表明:ACF对三聚氰酸的吸附遵循准二级吸附动力学,符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,酸性环境能促进对三聚氰酸的吸附,pH=12时发生脱附再生,用ACF电脱附三聚氰酸最佳脱附时间15min时脱附率可达92.5%.

木质活性炭对苯的吸附/脱附性能研究

该文对3种市售的木质室内空气净化用活性炭进行苯的静态吸附/脱附性能研究。主要考察了活性炭的孔结构、表面官能团以及活性炭的粒度对苯静态吸附性能的影响,以及温度对苯脱附的影响。研究表明:3种活性炭的表面官能团基本相同,对它们苯吸附量差异的影响较小;比表面积相当,微孔率越大的活性炭对苯的吸附量越大;颗粒活性炭经一次研磨筛分后,在同等吸附条件下,粒度越小的活性炭对苯的吸附量越大;吸附平衡的活性炭应在70℃以上进行脱附,脱附时间至少60 min。

活性炭吸附与安全脱附废气中甲苯工艺参数的研究

挥发性有机物（VOCs）是形成大气雾霾和PM2.5的重要前驱物,且具有＂三致＂作用和遗传毒性,对环境安全和人类生存繁衍构成严重威胁。某橡胶厂60万风量低浓度废气处理工程拟购某活性炭厂蜂窝活性炭作为吸附剂吸附废气中的甲苯,通过实地取样并对活性炭进行表面积和孔容孔径分析并通过活性炭脱附试验及循环再生试验,研究了脱附过程中温度、气速、活性炭装填体积与甲苯脱附浓度的关系以及活性炭吸附剂的循环再生能力,选择安全的脱附工艺参数。试验结果表明：活性炭样品比表面积为600~700m2/g,甲苯脱附出口浓度随温度、气速和活性炭装填体积增加而增大;在温度为180~210℃之间时,甲苯脱附出口浓度急剧增加两倍,需缓慢控制升温过程;试验条件下,甲苯脱附出口浓度与活性炭装填体积近似成正比;活性炭吸附剂对甲苯的循环再生性能良好。

水涤脱附条件下活性炭脱硫中有效吸附位的研究

以不同活性炭材料吸附性能测试实验的结果为依据，研究了在水涤脱附条件下活性炭脱硫的机理，指出水在吸附位部分失效过程中起到的几种作用，并从有效吸附位的角度进一步分析了吸附材料特性与吸附性能之间的关系，提出产生有效吸附位的前提是具有一定的反应空间，使之能满足反应分子间距和空间构型的条件。研究表明：吸附材料的孔径分布和外表面积是影响吸附性能的两个关键因素；平均孔径40-50A、颗粒直径为3mm左右的中孔型颗粒活性炭，是一种理想的吸附材料。

活性炭微结构及其对丁酮吸附-脱附性能的影响

为考察3种活性炭的微结构及其对丁酮吸附-脱附性能的影响,通过氮气吸附-脱附等温线表征活性炭的孔隙结构,采用红外光谱和Boehm滴定法表征活性炭表面的官能团,并在常压动态吸附装置中研究了不同温度条件下3种活性炭对丁酮的吸附及脱附性能。结果表明:活性炭对丁酮的吸附主要发生在微孔中,0.5~0.8 nm的微孔对丁酮的吸附有促进作用,1.2 nm左右的微孔对于丁酮的吸附有积极影响。活性炭表面羧基、内酯基等酸性基团的存在有利于丁酮的吸附。温度对活性炭吸附、脱附丁酮有显著影响。在吸附过程中,随着温度的升高,活性炭对丁酮的吸附量逐渐降低;在脱附过程中,脱附率随着温度的升高逐渐升高;内酯基和羧基的存在会减弱丁酮的脱附;同时发现,0.5~0.8 nm的微孔和直径为1.2 nm左右的微孔结构亦有利于活性炭对丁酮的脱附。

苯酚在活性炭上的吸附与脱附研究

本文研究了苯酚水溶液在活性碳上的吸附平衡关系，溶液ｐＨ值对活性炭吸附性能的影响，苯酚在固定床上的吸附动力学和脱附动力学。同时采用间歇法和固定床连续法研究吸附苯酚后的活性炭碱再生工艺过程，多次再生对活性炭再生效率的影响，探讨了碱法再生活性炭的初步规律。