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活性炭吸附二元VOCs
揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)是具有高蒸氣壓值和沸點(diǎn)高達(dá)250℃(在正常條件下)的有機(jī)化合物。被視為VOC的物質(zhì)屬于不同類(lèi)別的有機(jī)化合物,例如醇類(lèi)、酯類(lèi)、酮類(lèi)以及脂肪烴和芳香烴。由于它們的特性,它們很容易蒸發(fā)并且微溶于水。揮發(fā)性有機(jī)化合物是許多行業(yè)產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì),例如汽車(chē)涂裝、煉油廠(chǎng)、溶劑型工藝、塑料和橡膠生產(chǎn)、電子設(shè)備制造等行業(yè)。此外,工業(yè)物流通常是揮發(fā)性有機(jī)化合物的混合物。本次主要使用新型改性活性炭對(duì)丙酮和乙酸乙酯的吸附行為在常壓下在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行研究。
試驗(yàn)中活性炭的吸附過(guò)程
丙酮和乙酸乙酯蒸氣的混合物用作吸附物。圖1說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)裝置的方案。將含有純化合物的沖洗液置于設(shè)定為15℃的恒溫器中。質(zhì)量流量控制器用于設(shè)置每個(gè)組分的流速。根據(jù)組分的蒸氣壓選擇流速,以使每種吸附物的初始濃度為100mg/L。氣流如下:丙酮:0.1L/min,乙酸乙酯:0.05L/min,和空氣:0.135L/min。將空氣與丙酮和乙酸乙酯蒸氣的混合物從下方引導(dǎo)至吸附床,并將10g吸附劑置于吸附器中。在吸附器的入口處采集氣體樣品以在此過(guò)程中每5分鐘測(cè)定一次吸附物和吸附器出口的初始濃度,以確定吸附物濃度的變化。這些測(cè)量是使用帶有火焰離子化檢測(cè)器進(jìn)行的,直到乙酸乙酯的出口濃度達(dá)到其初始濃度的90%。色譜分析參數(shù)如下:空氣流量:350mL/min,氫氣流量:35mL/min,尾吹氣流量(He):30mL/min,入口溫度:100℃,分流比:15。
圖1:活性炭吸附實(shí)驗(yàn)裝置方案。
改性活性炭從氣相中吸附丙酮和乙酸乙酯的過(guò)程
丙酮和乙酸乙酯蒸氣的單一吸附過(guò)程的示例性突破曲線(xiàn)如圖2所示。丙酮的床突破時(shí)間為31分鐘,而乙酸乙酯為45分鐘。大約一小時(shí)后,出口丙酮濃度超過(guò)初始濃度達(dá)30%。這意味著丙酮分子被乙酸乙酯從吸附床中置換出來(lái)。然后乙酸乙酯占據(jù)由丙酮騰出的空間。乙酸乙酯出口濃度應(yīng)接近且不超過(guò)初始濃度。
圖2:改性活性炭吸附丙酮和乙酸乙酯的突破曲線(xiàn)。
改性活性炭被證明是丙酮-乙酸乙酯蒸氣混合物最有效的吸附劑;钚蕴繉⒈拇┩笗r(shí)間從31分鐘增加到50分鐘,將乙酸乙酯的穿透時(shí)間從45分鐘增加到70分鐘。還觀察到最低的吸附前沿遷移速度。在用0.5g/g的改性活性炭的情況下,沒(méi)有觀察到吸附過(guò)程的顯著變化。用改性后的活性炭上的吸附與未改性的活性炭相比,1和2g/g的改性劑導(dǎo)致兩種組分的穿透時(shí)間更短。這些量不會(huì)產(chǎn)生更好的結(jié)果,甚至?xí)夯瘍煞N組分的吸附,這可能與改性劑和分解產(chǎn)物堵塞吸附劑孔有關(guān)。這可能與樣品中氧含量增加導(dǎo)致吸附劑表面極性增加有關(guān)?紤]到樣品的加熱溫度,在每種情況下,我們發(fā)現(xiàn)加熱到400℃的樣品顯示出最短的床突破時(shí)間。此外,活性炭的改性增加了丙酮從吸附床中的置換量。
圖3:改性活性炭吸附乙酸乙酯的突破曲線(xiàn)。
活性炭吸附二元VOCs在這項(xiàng)研究中,獲得了幾個(gè)改性的活性炭樣品,并將其應(yīng)用于從氣相中吸附丙酮和乙酸乙酯。本研究證實(shí)了改性劑對(duì)活性炭性能的影響。本研究表明,用適量的改性劑(0.2g/g)活性炭并在500℃下加熱可以成為從氣相中去除丙酮-乙酸乙酯混合物蒸氣的有效吸附劑。發(fā)現(xiàn)丙酮和乙酸乙酯分子之間發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附。改性后的活性炭對(duì)乙酸乙酯的吸附親和力比對(duì)丙酮的高。可以得出結(jié)論,在從氣相吸附VOCs的過(guò)程中,關(guān)鍵參數(shù)是吸附物的揮發(fā)性,揮發(fā)性較低的組分(乙酸乙酯)從吸附床中置換了揮發(fā)性較高的組分(丙酮)。由于置換效應(yīng),出口處的丙酮濃度高于入口濃度。
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/hy1143.html
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