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活性炭氧化催化脫除氣態(tài)二甲硫
由于有機(jī)化合物的衰變,許多設(shè)施都會(huì)排放氣態(tài)硫化合物,例如廢水處理設(shè)施或生物質(zhì)發(fā)電廠。氣態(tài)硫化合物主要是氨或三甲胺等氮堿性氣體、硫化氫或甲硫醇等含硫酸性氣體和二甲基硫醚等硫中性氣體。本研究研究了通過臭氧催化氧化去除氣態(tài)二甲硫,并使用浸漬有碘酸和H2SO4的活性炭作為催化劑。通過動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)進(jìn)行活性炭去除二甲硫能力的性能評(píng)估。
碘酸和無機(jī)酸浸漬活性炭的特點(diǎn)
在一系列實(shí)驗(yàn)中使用了用碘酸和無機(jī)酸浸漬的顆粒活性炭。根據(jù)測(cè)量粒度分布、堆積密度和甲苯吸附能力,和測(cè)量浸漬活性炭的pH值。粒度按篩子大小分類。通過測(cè)量包裝在200mL容器中的浸漬活性炭的重量來計(jì)算堆積密度。通過將1/10甲苯蒸氣流到10g浸漬活性炭中,測(cè)量甲苯蒸氣吸附前后的重量差,計(jì)算出甲苯吸附容量。將3g浸漬活性炭加入300mL離子交換水中并搖動(dòng)30分鐘,制成活性炭樣品再進(jìn)行pH測(cè)量。圖1顯示了浸漬活性炭和活性炭的粒度分布。對(duì)于浸漬活性炭和活性炭,粒徑均為2.80-5.60毫米。這些粒徑通常是氣體處理的值。通過浸漬,堆積密度增加,甲苯吸附能力降低。這可能是由于浸漬材料滲入了孔隙。由于金屬的雜質(zhì),活性炭的pH值呈堿性。由于酸解離,通過浸漬降低了pH值。
圖1:浸漬活性炭的粒度分布。
二甲硫的吸附實(shí)驗(yàn)裝置
使用動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)進(jìn)行臭氧催化氧化的表征。動(dòng)態(tài)吸附的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。臭氧氣體和二甲硫氣體的混合物流入浸漬的活性炭。通過驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)分子燈產(chǎn)生臭氧,2.1L/分鐘的室內(nèi)空氣流入SUS室。臭氧濃度由放電功率控制。二甲硫是通過將0.2L/分鐘的干燥空氣流到氣體滲透器而產(chǎn)生的。使用氣體檢測(cè)管測(cè)量出口二甲硫濃度,測(cè)定了突破時(shí)間對(duì)臭氧添加量的依賴性,并研究了臭氧量優(yōu)化。
圖2:用于表征準(zhǔn)分子燈的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。
動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)
當(dāng)吸附劑為活性炭和2.5臭氧/有機(jī)酸的浸漬活性炭時(shí),進(jìn)行了動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)。圖3顯示了動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)中出口二甲硫濃度的時(shí)間變化,浸漬活性炭在2.5臭氧/有機(jī)酸下的吸附能力是活性炭的15倍。這些結(jié)果表明浸漬的活性炭可以作為臭氧氧化的催化劑。吸附速率常數(shù)不會(huì)因改變臭氧/有機(jī)酸而改變。這些結(jié)果表明,有機(jī)酸氧化不影響吸附速率。通過比較浸漬活性炭在臭氧和有機(jī)酸下的結(jié)果,可以看出浸漬活性炭的吸附能力高于活性炭。這是由于二甲硫被碘酸氧化。浸漬活性炭的吸附速率常數(shù)與活性炭的吸附速率常數(shù)幾乎相同。該結(jié)果表明浸漬不受流體膜或細(xì)孔擴(kuò)散速率的影響。
圖3:出口二甲硫濃度隨時(shí)間變化。
活性炭氧化催化脫除氣態(tài)二甲硫在這項(xiàng)研究中,我們研究了使用真空紫外氙準(zhǔn)分子燈和浸漬有碘酸和H2SO4的活性炭通過臭氧催化氧化去除氣態(tài)二甲硫。從一系列進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中得出以下結(jié)論。1、在動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)中測(cè)量不同臭氧濃度的5%穿透時(shí)間,證實(shí)浸漬活性炭可用作催化劑。通過測(cè)量動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)中5%的穿透時(shí)間,臭氧濃度相對(duì)于二甲硫濃度的值優(yōu)化為2.5。2、通過動(dòng)態(tài)二甲硫吸附實(shí)驗(yàn)計(jì)算吸附容量和吸附速率常數(shù)。浸漬活性炭在0和2.5臭氧/有機(jī)酸下的吸附能力分別為0.01kg和0.15kg。由于臭氧催化氧化,添加臭氧增加了吸附容量。不隨臭氧添加而改變,這表明二甲基硫醚氧化可以在浸漬活性炭表面形成,但不能確定過程、流體膜或細(xì)孔擴(kuò)散。3、吸附實(shí)驗(yàn)后,向浸漬后的活性炭通入潔凈空氣,發(fā)生二甲硫脫附。臭氧催化氧化脫除二甲硫是化學(xué)吸附而非物理吸附。
文章標(biāo)簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質(zhì)活性炭,木質(zhì)活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.本文鏈接:http://www.lqzzx.com/hangye/hy1096.html
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