活性炭纤维处理甲苯废气试验研究

采用动态吸附试验,研究了进气温度、废气浓度对粘胶基活性炭纤维吸附甲苯过程的影响,分析了活性炭纤维(ACF)的穿透时间、平衡饱和吸附量的变化情况,并用Y-N模型对穿透曲线进行拟合.研究了吸附饱和ACF采用氮气热再生法,确定了温度、流量、再生时间等最佳操作参数,并进行了相关机理的探讨.     

活性炭热氮气循环脱附甲苯性能实验研究

以GAC-1和GAC-2两种商业活性炭颗粒为吸附剂,甲苯为吸附质,考察活性炭孔道结构、脱附温度对热氮气脱附效率的影响,分析了活性炭再生性能。结果表明:两种活性炭对甲苯均表现出良好的吸附性能,GAC-1具有更大的比表面积、孔容和孔径,更有利于甲苯有机废气的吸附;热氮气循环脱附实验中,相比于90℃和120℃,150℃的脱附温度可以达到更高的脱附率(67.3%);经过5次循环吸附-脱附,GAC-1仍保持原有的吸附容量,脱附率仅下降2.1%。     

蜂窝活性炭与沸石分子筛对涂装VOCs废气的吸脱附性能对比

选取工业涂装VOCs废气作为试验对象,以蜂窝活性炭和沸石分子筛为吸附剂,设计固定床小试装置进行VOCs吸脱附试验。结果表明：蜂窝活性炭的碘值、比表面积、总孔容及微孔孔容均大于沸石分子筛,分别是沸石分子筛的1.79,2.93,1.55,2.02倍;相同脱附温度、进气风速条件下,VOCs从蜂窝活性炭表面脱附更容易,其脱附时间远低于沸石分子筛;相同反应条件下,蜂窝活性炭对VOCs的饱和吸附量明显高于沸石分子筛,但沸石分子筛的饱和吸附量受反应温度和VOCs浓度的影响相对较小;循环吸脱附10次后,蜂窝活性炭和沸石分子筛对VOCs的吸附率分别下降为第1次时的71.35%和81.15%,沸石分子筛的吸脱附性能更为稳定;蜂窝活性炭饱和吸附量大、脱附时间快,适用于宽负荷、低风量、中高浓度VOCs废气处理;沸石分子筛空气动力学及循环吸脱附性能较好,适用于处理初始温度相对较高、中低浓度VOCs废气。     

载甲苯活性炭微波脱附再生试验

研究了利用微波对载甲苯饱和活性炭的辐照再生。从甲苯的脱附和回收率2个方面探讨了活性炭再生的工艺条件。得出工艺的最佳条件：微波功率为500W、载气流速为300mL／min、辐射时间3min、活性炭量为10g。     

蜂窝状活性炭对VOCs的吸-脱附性能研究

蜂窝状活性炭适于处理大风量、低浓度有机废气,通过建立动态吸-脱附实验装置,系统研究了不同吸附质、入口甲苯浓度、空床气速、脱附温度等参数对其吸-脱附性能的影响.结果表明,在规定出口甲苯浓度时,降低入口甲苯浓度,蜂窝状活性炭可持续吸附时间增加,吸附效率提高;在工程应用吸附过程中,空床气速推荐取1.2～1.8 m·s-1.在脱附过程中,出口甲苯浓度均出现峰值,随着脱附温度升高,曲线波动越大,工程应用中推荐脱附温度90℃;脱附空床气速对出口甲苯浓度峰值有影响,推荐取0.2～0.4 m·s-1.     

吸附法处理甲苯废气的工程实例

介绍了采用颗粒活性炭和活性炭纤维二级吸附回收甲苯有机废气的工程实例。通过合理的设计,项目运行稳定可靠,甲苯去除率达97%以上,能够符合GB 16297—1996《大气污染物排放标准》相应标准。     

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3 mm左右的中孔型颗粒活性炭,是一种理想的吸附材料.     

超声场中活性炭上Zn2+的吸附/脱附

采用静态条件,考察了超声波对活性炭上Zn2+吸附/脱附性能的影响.结果表明,有/无超声作用下,活性炭对Zn2+的吸附率均随Zn2+初始浓度的增加而减少,该吸附过程属于优惠吸附, Langmuir模型能更好描述该过程,超声的引入对活性炭吸附Zn2+有一定抑制作用.脱附研究发现,在蒸馏水介质中,Zn2+脱附率仅为2.11%,加入超声后Zn2+的脱附率提高至20.8%,添加NaOH后脱附率明显增加,有/无超声作用下的脱附率分别为40.1%和33.1%.动力学分析表明,Zn2+在活性炭上的吸附/脱附均符合2级反应动力学.     

酸碱改性活性炭对甲苯的吸附性能研究

活性炭分别经过不同的酸碱处理,采用红外光谱、Boehm滴定和比表面积分析仪对其进行了表征,并测定了改性活性炭对甲苯的吸附性能。结果表明:HNO_3改性会使活性炭表面的酸性基团含量增加,碱性基团含量减少,NaOH和NaHCO_3改性结果则正好相反。吸附实验表明,碱性基团含量增加有利于提高活性炭对甲苯的吸附能力,而酸性基团含量增加则降低了这一能力。     

污泥活性炭的制备及对甲苯吸附性能研究

以城市污水厂脱水污泥为原料,采用ZnCl2化学活化法,通过添加适量锯末(SAC-W)或椰壳(SAC-C)制备出不同污泥活性炭,其比表面积分别为450.3 m2/g和539.4 m2/g,比纯污泥活性炭的比表面积增加了31.63%和57.67%。将污泥活性炭和选用的煤质活性炭(CAC)用于甲苯动态吸附实验,研究不同活性炭的吸附性能。结果表明,在相同的甲苯初始浓度下,平衡吸附量大小顺序为SAC-C>CAC>SAC-W,污泥活性炭表现较好的吸附性能。对污泥活性炭进行理化性能分析,发现中孔和化学吸附作用对吸附量增加有一定贡献。污泥活性炭的吸附平衡与Langmuir方程拟合较好,相关系数R2为0.995。     

粘胶基活性炭纤维对甲苯的动态吸附性能研究

采用动态吸附实验装置,研究了温度、浓度、流速、湿度和水蒸汽再生对固定床吸附器中粘胶基活性碳纤维(viscoserayon-basedACFs)吸附甲苯废气的平衡吸附量的影响。实验结果可为甲苯废气吸附过程的设计、预测和优化提供参考。     

甲酚异构体在活性炭上的吸附与解吸平衡特性

以邻、间、对甲酚为模拟废水,考察甲基的取代位置对吸附和解吸特性的影响,并以此评价活性炭吸附生物再生工艺处理甲酚废水的可行性.平衡数据经Freundlich模型拟合后表明,活性炭(AC)对3种甲酚的吸附能力由大到小的顺序为：对甲酚>邻甲酚>间甲酚,与pK_a呈正相关,与可溶性和氧化电极电位呈负相关;解吸能力由大到小的顺序为：邻甲酚>间甲酚>对甲酚,与沸点和黏度呈负相关.此外,对比吸附和解吸平衡曲线,发现吸附不可逆性是两曲线差异的重要原因,并结合数理统计的方法推导出理论不可逆吸附量的计算方法,得到AC对邻、间、对甲酚的不可逆吸附量Qi分别为27.9、 28.5、 33.4 mg/g.     

微波辐照程序升温与恒温解吸载甲苯活性炭

利用微波作为加热手段,采用恒温解吸和程序升温解吸两种方法对吸附了甲苯的活性炭进行了解吸研究。两种方法的操作条件分别为:1.恒温400℃;2.程序升温,初始温度及升温幅度均为100℃,每个温度点保持时间10min,终温500℃保持5min。结果表明,微波恒温解吸和程序升温解吸产生的甲苯气体浓度最高可达到56.7g/m3、28.7g/m3;两种解吸方法都可以在45min左右使活性炭达到90%以上的解吸效率。对两种方法的能量消耗进行分析后发现,相比400℃恒温解吸,程序升温解吸的能量消耗可以降低23.7%。     

酸碱改性活性炭及其对甲苯吸附的影响

分别用酸溶液(H_2SO_4、HNO_3、H_3PO_4)和碱溶液(NaOH或NH_3·H_2O)浸渍方法对活性炭进行改性,并对酸改性活性炭进行碱溶液二次改性处理,通过表征改性前后活性炭BET比表面积、孔结构、表面官能团等理化特征和测定其对甲苯蒸气的饱和吸附量,研究了影响活性炭吸附甲苯蒸气的关键因素.结果表明,酸改性使BET比表面积、微孔面积、微孔容积减少、表面酸性官能团增加,而碱改性呈现相反的理化特征变化.活性炭理化特征的变化可能与改性溶液的酸碱性、氧化还原性有关,并且这种相反的变化直接关系到活性炭对甲苯蒸气的吸附.3种酸改性的活性炭对甲苯蒸气饱和吸附量相对于原活性炭减少9.6%~20.0%,而两种碱改性的活性炭则增加29.2%~39.2%.相关性分析显示甲苯吸附量与BET比表面积、微孔面积、微孔容积正相关,而与表面酸性官能团负相关;多元回归分析进一步表明微孔容积和酸性官能团数量是影响活性炭甲苯吸附的关键因素.二次改性活性炭甲苯吸附量与表面含氧酸性官能团拟合结果则表明,—COOH、C＝O和—OH都对活性炭甲苯吸附能力有影响,其中—COOH影响较大.研究结果表明有效提高活性炭对甲苯吸附能力,改性宜以提高活性炭微孔容积和减小活性炭表面酸性官能团数量,特别是—COOH数量为目标导向.     

活性炭纤维预处理方法对甲苯吸附性能的影响

研究了不同预处理方法下活性炭纤维对甲苯的等温吸附,以评价预处理方法对其吸附性能产生的影响,结果表明:经(1 9)HCl处理的ACF及蒸馏水蒸煮处理过的ACF与未处理的ACF相比,对甲苯的吸附性能有十分显著的提高;处理后的ACF在35℃时的甲苯吸附量仍明显高于未经处理的ACF在25℃下的甲苯吸附量.     

2种改性活性炭对甲苯吸附性能的对比研究

利用微波、电炉加热对活性炭进行改性,并测定了改性前后不同种类活性炭对甲苯的吸附性能、表面酸碱官能团含量以及比表面积.结果表明,对于微波改性,随着改性温度升高,活性炭对甲苯的吸附量逐渐增大,表面碱性官能团含量也相应增加,比表面积相应减小.改性温度850℃时活性炭吸附甲苯性能最高,650℃与450℃改性后活性炭吸附甲苯的性能相差不大.电加热改性也具有类似的趋势,但对甲苯的吸附性能总体低于微波改性.扫描电镜表征显示,热改性去除了活性炭孔道内的杂质,使活性炭内部孔道更加通畅,有利于提高吸附甲苯的能力,但温度升高同样存在炭骨架收缩,孔道变窄的弊端.微波加热和电炉加热在原理和热传递方向上的不同.是导致改性结果之间差别的关键问题.     

载甲苯活性炭微波解吸过程人工神经网络模拟

采用人工神经网络对微波解吸过程进行了模拟研究.采用解吸温度、栽气线速、活性炭床层厚度、活性炭对甲苯的吸附量、解吸时间5个因子作为神经网络的输入变量,解吸浓度为输出变量.网络创建后采用已有的实验数据对网络进行训练,经124步收敛后网络达到指定精度.采用实测数据对网络的预测精度进行检验后表明:人工神经网络对载甲苯活性炭的解吸过程能够较精确的进行模拟,多数预测数据的误差范围在±5％之内.     

PDMS基涂层活性炭对甲苯、苯和丙酮吸附研究

活性炭疏水性改性是提高其对含水VOCs选择性吸附的重要手段,然而这种改性方法对活性炭吸附不同VOCs的效果研究较少.采用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)对活性炭进行改性处理,并利用BET、Boehm滴定等方法对活性炭进行表征.采用动态吸附法,利用Yoon-Neslon吸附理论模型研究了不同相对湿度条件下,PDMS改性活性炭对VOCs(甲苯、苯、丙酮)吸附穿透曲线、饱和吸附量的影响及关键影响因素.结果表明:PDMS改性活性炭BET比表面积、微孔容积和表面酸碱官能团含量均有减少;经PDMS改性后,活性炭表面疏水性增大.动态吸附实验结果表明:PDMS改性前后活性炭吸附甲苯、苯、丙酮穿透曲线均符合Y-N模型;随着相对湿度增大,未经改性的活性炭(Bare-AC)对甲苯、苯和丙酮吸附速率降低、平衡吸附量减少,PDMS改性活性炭对甲苯、苯分子吸附速率和选择吸附能力提高,其中PDMS改性的活性炭(PDMS/AC-250)对甲苯、苯吸附量为相同条件下Bare-AC的1.86(甲苯)、1.92(苯)倍,但对丙酮分子提高不明显;结合表征结果分析,PDMS改性活性炭对VOCs分子吸附主要依靠化学吸附,同时与VOCs分子极性有关.     

粘胶基活性炭纤维湿氧化改性对甲苯吸附性能的影响

为了研究粘胶基活性炭纤维(ACFs)湿氧化改性对甲苯吸附性能的影响,采用实验室模拟的方法,研究了H₂O₂湿氧化改性ACFs结构性质和表面化学性质对甲苯吸附性能的影响.结果表明:相比原样,改性ACFs的微孔孔容和表面积等结构参数均有所增大,从而有利于吸附甲苯.不同浓度的改性ACFs样品具有相似的结构性质和不同的表面化学性质;随着H₂O₂浸渍浓度的提高,ACFs表面CO型含氧基团含量递减且有利于吸附甲苯;CO₂型含氧基团含量递增且不利于吸附甲苯;整体上,ACFs表面含氧基团(包括CO型和CO₂型基团)总量的增多不利于甲苯吸附.ACFs与甲苯分子之间π-π色散力作用是影响湿氧化改性后ACFs对甲苯吸附性能的关键因素.