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活性炭對(duì)乙酸乙酯的吸附和再生

來(lái)源:廣州市怡森環(huán)保設(shè)備有限公司   2024年11月28日 09:19   48

活性炭對(duì)乙酸乙酯的吸附和再生


  乙酸乙酯是廣泛應(yīng)用于化工領(lǐng)域的有機(jī)溶劑永韭,其揮發(fā)性易造成空氣的污染,除去空氣中乙酸乙酯的方法主要是吸附法卡撤。本文對(duì)活性炭對(duì)乙酸乙酯的吸附和再生進(jìn)行研究徊押;主要研究了乙酸乙酯在3種活性炭上的動(dòng)態(tài)吸附行為,考察了活性炭的孔結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)對(duì)乙酸乙酯吸附性能的影響及活性炭再生吸附性能,并從實(shí)用角度考察了水蒸氣存在對(duì)吸附的影響企亮。

  一呢旋、研究活性炭對(duì)乙酸乙酯的吸附和再生對(duì)象及條件
  椰殼活性炭( AC、Y2)讶里,煤質(zhì)活性炭(C5)奸先。3種活性炭在使用前用分樣篩選取過(guò)0.45-0.90 mm篩的活性炭顆粒,在120℃下干燥4 h,冷卻后放置待用谆精。乙酸乙酯币芽,分析純,將其蒸氣用高純N2稀釋至一定體積分?jǐn)?shù)存于瓶中作為樣品乙酸乙酯的有機(jī)廢氣時(shí)使用。
  乙酸乙酯吸附和脫附在自制反應(yīng)裝置(圖1)上進(jìn)行浮笔。吸附前將0.07g活性炭裝于石英吸附管中,在N2氣流中于120℃處理1 h西设,降至的溫度下進(jìn)行乙酸乙酯的吸附研究。乙酸乙酯的入口體積分?jǐn)?shù)通過(guò)改變高純N2和濃度較高的乙酸乙酯混合氣的流量來(lái)調(diào)節(jié),吸附前通氣40 min,使兩路氣體流速穩(wěn)定并混合均勻洲胖。吸附起始的準(zhǔn)確時(shí)間由旋轉(zhuǎn)前置四通閥將乙酸乙酯混合氣體導(dǎo)入吸附管開(kāi)始济榨。飽和吸附乙酸乙酯后的活性炭以N2(30 ml/min)在40℃吹至乙酸乙酯流出體積分?jǐn)?shù)不變坯沪。


  二绿映、研究活性炭對(duì)乙酸乙酯的吸附和再生結(jié)果與討論

  1.活性炭的微孔結(jié)構(gòu)

  圖2為-196℃下3種活性炭在N2中的吸附-脫附等溫線圖。圖中可見(jiàn):活性炭AC在相對(duì)壓力較高(p/po >0.4)的區(qū)域有較大的N2滯留回環(huán),而N2在活性炭Y2上的吸附滯留回環(huán)極小腐晾,這表明活性炭AC具有較多的介孔叉弦。表1給出了由上述活性炭吸附-脫附數(shù)據(jù)采用BJH法計(jì)算所得的總孔體積和微孔體積等。

  2.乙酸乙酯在活性炭上的吸附

  圖3和表2分別給出了40℃下不同入口體積分?jǐn)?shù)的乙酸乙脂在上述3種活性炭上的穿透曲線和相應(yīng)的飽和吸附量藻糖。在各入口體積濃度下,乙酸乙酯在活性炭Y2上的穿透曲線均比在活性炭C5和活性炭AC上平緩淹冰;表明乙酸乙酯在活性炭Y2孔內(nèi)的擴(kuò)散較慢,這是由于活性炭Y2中的介孔結(jié)構(gòu)較少巨柒,乙酸乙酯在微孔中的擴(kuò)散阻力較大,因此其穿透曲線的斜率較小樱拴。

  3.活性炭表面含氧基團(tuán)對(duì)乙酸乙酯吸附的影響

  圖4為40℃下乙酸乙酯在經(jīng)不同處理后的3種活性炭上的吸附穿透曲線。

  圖中可見(jiàn)3種活性炭經(jīng)300℃空氣處理后,乙酸乙酯的吸附穿透曲線斜率均減小洋满。這是因?yàn)榛钚蕴拷?jīng)這種處理后微孔表面含氧基團(tuán)增加 ,阻礙了乙酸乙酯在微孔中的擴(kuò)散晶乔。3種活性炭經(jīng)不同表面處理后對(duì)乙酸乙酯吸附量的改變以活性炭AC為。活性炭AC經(jīng)500℃高純N2處理后奖肋,其表面有部分發(fā)基基團(tuán)分解仑连,使之在40℃、φ(EA) =0.15%的吸附條件下對(duì)乙酸乙酯的平衡吸附量由0.27g/g增至0.29 g/g遣拔;增幅僅為7% 瀑尔,接近系統(tǒng)誤差5%。這表明經(jīng)常規(guī)處理的活性炭對(duì)乙酸乙酯的吸附熱力學(xué)基本不受其表面含氧基團(tuán)的影響,而僅取決于活性炭的微孔結(jié)構(gòu)嘶刚。

  4.水蒸氣存在對(duì)吸附的影響

  在不同相對(duì)濕度下乙酸乙酯在活性炭AC上的穿透曲線如圖5所示元糯。圖中可見(jiàn),當(dāng)吸附氣體中有水蒸氣存在時(shí),乙酸乙酯的穿透時(shí)間有所縮短。在40℃紧碴、φ(EA) =0.15% , RH = 40%時(shí),乙酸乙酯的平衡吸附量為0.25g/g阐合,仍為干燥吸附條件下平衡吸附量(0.28g/g)的90%。這表明在相對(duì)濕度< 40%時(shí)膘椿,水蒸氣的存在對(duì)乙酸乙酯在活性炭上吸附雖有一定的抑制作用,但其影響并不顯著童隆。

  5.乙酸乙酯在飽和吸附活性炭上的脫除

  圖6為在φ(EA) =0.15%時(shí),飽和吸附乙酸乙酯后的活性炭在40℃ N2吹掃時(shí)的乙酸乙酯相對(duì)脫附量的變化圖。圖中可見(jiàn),乙酸乙酯在活性炭Y2上的吸附較強(qiáng)笙隙,N2吹掃1 h后,其累計(jì)解吸量?jī)H為0.050g/g,相對(duì)脫附量為18%,而活性炭AC和C5的解吸量則分別為0.081和0.090g/g洪灯;相對(duì)脫附量為29%和44%。這顯然與活性炭Y2有較多的微孔而中孔較少密切相關(guān)竟痰。

  研究活性炭對(duì)乙酸乙酯的吸附和再生結(jié)果表明签钩,采用300℃熱空氣脫附再生后的活性炭對(duì)乙酸乙酯的飽和吸附量保持在0.286g/g左右,活性炭對(duì)乙酸乙酯的吸附性能未發(fā)生變化坏快。由于活性炭的吸附再生是在300℃熱空氣中(O2體積分?jǐn)?shù)為20% )進(jìn)行的,比實(shí)際使用條件要苛刻得多铅檩。因此,該活性炭用于乙酸乙酯吸附時(shí),可反復(fù)循環(huán)使用,不會(huì)改變其吸附性能莽鸿。

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