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沸石分子篩與活性炭吸附-脫附甲苯性能對(duì)比

來源：廣州市怡森環(huán)保設(shè)備有限公司   2024年11月28日 08:16   13

沸石分子篩與活性炭吸附-脫附甲苯性能對(duì)比


　　揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的凈化方法主要有吸附法炼缰、直接燃燒法拦袍、催化燃燒法等衬榕。目前，對(duì)于許多工藝過程產(chǎn)生的低濃度有機(jī)廢氣的治理誓拉，活性炭吸附被認(rèn)為是理想的治理方法杈夜。沸石分子篩具有均勻微孔、耐高溫篓羊、不可燃盹组、良好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于石油裂解千绍、吸附催化等領(lǐng)域疾词；但其對(duì)VOCs的吸附研究尚少。因此,本文研究沸石分子篩與活性炭吸附-脫附甲苯性能對(duì)比灌旧。

　　一绑咱、沸石分子篩與活性炭吸附-脫附甲苯性能對(duì)比研究對(duì)象
　　1.研究準(zhǔn)備材料條件
　　甲苯，AC（活性炭的簡寫）枢泰，NaY型沸石分子篩(簡寫為NaY)描融，13X型沸石分子篩(簡寫為13X) 、Hβ型沸石分子篩(簡寫為Hβ)衡蚂、MCM-22型沸石分子篩(簡寫為MCM-22)和ZSM-5型沸石分子篩(簡寫為ZSM-5)窿克。

　　2.甲苯吸附研究
　　甲苯吸附實(shí)驗(yàn)裝置見圖1。其中,標(biāo)準(zhǔn)空氣由2個(gè)三通分成3路氣:第1路用于脫附,將樣品在350℃下脫附2 h ,以去除樣品吸附的雜質(zhì);第2路進(jìn)入甲苯發(fā)生器;第3路作為稀釋氣毛甲。第1年叮、2路配成一定濃度、空速的甲苯氣體進(jìn)入吸附管進(jìn)行吸附尾氣玻募；由氣相色譜儀分析只损。


　　二、結(jié)果與討論

　　1.材料織構(gòu)性質(zhì)表征
　　從表1可知,除了MCM-22外,沸石分子篩孔容隨著比表面積的增大而増大七咧。這可能是MCM-22的孔道尺寸較大有關(guān),因?yàn)樵谙嗤缺砻娣e下,孔道尺寸與孔容成正比跃惫。NaY的比表面積和孔容接近AC；但其微孔比表面積和微孔孔容比AC大,表明NaY具有良好的吸附織構(gòu)顿储。

　　2.吸附性能比較

　∧缌（1）穿透時(shí)間

　　穿透時(shí)間是選擇吸附劑的一項(xiàng)重要參數(shù)。在吸附連續(xù)運(yùn)行過程中,進(jìn)氣濃度一定時(shí),尾氣濃度達(dá)到進(jìn)氣濃度的5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),即該吸附層已穿透遮店。從開始吸附到穿透所持續(xù)的時(shí)間為穿透時(shí)間,穿透時(shí)間愈長則吸附效果愈好捻境。從圖2可知,AC和NaY的吸附效果明顯優(yōu)于其他沸石分子篩。

　〈辆啤（2）吸附量

　　從表2可知,各吸附劑對(duì)甲苯的平衡吸附量大小依次為:AC> NaY> Hβ > 13X > MCM-22 >ZSM-5 ,NaY是吸附甲苯較理想的沸石分子篩;結(jié)合表1可知,各吸附劑對(duì)甲苯的平衡吸附量總體上呈現(xiàn)隨比表面積增大而增大的趨勢(shì)径肖。

　　（3）脫附性能比較

　　從圖3可知,沸石分子篩表面的甲苯均在50°C左右開始脫附,300~380°C時(shí) 脫附。根據(jù)出峰位置和峰寬,甲苯從吸附劑表面脫附難易程度依次為:AC>13X>Hβ > MCM-22 > ZSM-5伍愕。

　　吸附強(qiáng)度和孔道內(nèi)擴(kuò)散阻力決定了甲苯脫附性能。AC的孔道尺寸分布在一個(gè)較寬的范圍內(nèi),甲苯從AC表面脫附主要取決于孔道內(nèi)擴(kuò)散阻力 ,低溫時(shí)大孔脫附户犯，高溫時(shí)小孔脫附;而沸石分子篩具有規(guī)整孔道結(jié)構(gòu),且孔道尺寸分布較窄,因此吸附強(qiáng)度是決定甲苯從沸石分子篩表面脫附的主要因素蓉庆。

　　（4）進(jìn)氣中甲苯濃度對(duì)吸附的影響

　　從圖4可知,AC糜透、NaY和ZSM-5對(duì)甲苯的吸附等溫線均屬于典型的I型撤宽。在進(jìn)氣中甲苯質(zhì)量濃度較低(<1 000 mg/ m3 )時(shí),甲苯濃度的微小變化導(dǎo)致平衡吸附量迅速增大,這是典型的微孔吸附現(xiàn)象;當(dāng)進(jìn)氣中甲苯質(zhì)量濃度為500~1000 mg/m3時(shí)，AC和NaY平衡吸附量發(fā)生交叉,即在低甲苯濃度時(shí)粤咪，NaY平衡吸附量超過AC;因此,認(rèn)為NaY更適合應(yīng)用在低濃度有機(jī)廢氣吸附治理中谚中。

　　研究表明：沸石分子篩與活性炭吸附-脫附甲苯性能對(duì)比中，5種沸石分子篩中,NaY的平衡吸附量,接近AC的平衡吸附量,但甲苯較難脫附;ZSM-5對(duì)甲苯的平衡吸附量和吸附強(qiáng)度都最小,這是由于甲苯無法進(jìn)入ZSM-5的內(nèi)部孔道造成的寥枝；因此宪塔，AC更適合應(yīng)用在低濃度有機(jī)廢氣吸附治理中。

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