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《活性炭對(duì)CO和CO2吸附行為的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、變壓吸附技術(shù)交流會(huì)2006年5月．成都活性炭對(duì)CO和C02吸附行為的研究郭波1’2，常麗萍1，李春虎1，謝克昌1(1太原理工大學(xué)煤科學(xué)與技術(shù)教育部和山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2太原理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山西太原030024)接要：本文采用重量吸附法，研究了3種活性炭樣品在303K、313K、323K下分別對(duì)單組分氣體cO和C02氣體的等溫吸附行為。等溫吸附模型優(yōu)選的結(jié)果表明：Freundlich方程是描述活性炭吸附co氣體的最佳模型方程；而Langmuir方程、D-R方程可以較好地模擬活性炭樣品A在303K、313K和323K下對(duì)Co。的等溫吸附，F(xiàn)reundlich方程則
2、能較好地模擬樣品C和D在313K下的等溫吸附。當(dāng)吸附量由2ml／g增加到5ml／g時(shí)，C0在活性炭A上的等量吸附熱由9．8kJ／mol降低為8．4kJ／mol；當(dāng)吸附量由3ml／g增加到7ml／g時(shí)，C02在活性炭A上的等量吸附熱則由10．8kJ／mol·降低為6．3kJ／mol。相同吸附壓力下，coz的吸附量高于c0?；钚蕴可辖n的活性組分對(duì)吸附量有較大影響，改性活性炭C和D上c02的吸附量明顯高于未改性活性炭A；而活性炭的比表面積和微孔容積與吸附量的變化沒(méi)有直接相關(guān)。性。吸附過(guò)程熱力學(xué)數(shù)據(jù)的分析表明：被吸附的C0、C0z分子的流動(dòng)性隨吸附量的增加而增大。’以煤、石油和
3、天然氣為原料的合成氨、合成甲醇以及粘膠纖維行業(yè)廢氣和以城市煤氣為燃?xì)獾碾娮?、玻璃等工業(yè)中，有機(jī)硫的存在常使催化劑中毒，電子顯像管鉛玻璃劣化，玻璃瓶變脆等。利用常溫改性活性炭吸收高分子量的有機(jī)硫如CS。，是一條較適宜和經(jīng)濟(jì)的途徑[1]。在工業(yè)使用中，硫容易受工業(yè)氣氛的影響，其工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)有很大差別，工業(yè)使用硫容普遍較低。工業(yè)氣氛主要是CO、H20、02和CO。的影響，在文獻(xiàn)[2][3]中，已報(bào)道了水蒸氣對(duì)活性炭吸附CS。的影響。本文則分別對(duì)活性炭吸附C0和C0。進(jìn)行了研究，為活性炭脫硫劑的進(jìn)一步研制和應(yīng)用提供依據(jù)。1實(shí)驗(yàn)部分1．1實(shí)驗(yàn)樣品活性炭樣品取自新華化工廠
4、提供的zI一30型柱狀活性炭。樣品A空白活性炭，樣品C經(jīng)有機(jī)胺溶液浸漬、干燥后得到的改性活性炭，樣品D經(jīng)KOH溶液和有機(jī)胺混合溶液浸漬、干燥后得到的改性活性炭。三種活性炭的比表面積、孔容、孔徑等物性參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)【4】。2006年5月．成都變壓吸附技術(shù)交流會(huì)611．2實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)采用一套玻璃真空吸附系統(tǒng)，裝置流程圖見(jiàn)文獻(xiàn)【5】。分別測(cè)定了樣品A在303K，313K，323K；樣品C在313K及樣品D在313K下對(duì)CO和C02進(jìn)行單組分吸附的等溫吸附線。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將粒度為40．60目，重量約為200mg的樣品放至石英藍(lán)中，連接吸附柱，抽真空。吸附前系統(tǒng)真空度達(dá)到lo-3．10’4
5、pa，保證吸附處于本征動(dòng)力學(xué)范圍。吸附過(guò)程中，樣品的重量隨吸附氣體壓力的增大而增大，每一壓力值的平衡時(shí)間為1h。一般在0．30000Pa的壓力范圍內(nèi)選取4．6個(gè)壓力水平值。2數(shù)據(jù)處理2．1c0氣體等溫吸附方程的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)得到的純CO氣體等溫吸附線如圖1所示。圈1(a)∞漲、313K和3粼下樣品^對(duì)CO的等江吸附線；(b)313K下樣品^、C和D對(duì)CO的糍鋤撇本文選取Langmuir方程、Freundlich方程、Temkin方程作為備選模型。Langmuir等溫線，它在物理吸附和化學(xué)吸附中是最簡(jiǎn)單也是最有用的方程式[6]，經(jīng)線性化后的形式：吉=寺怯)P㈩一=——+I——IP
6、(1)yj5i吒【KJ一以P／V對(duì)P作圖。其中P是平衡壓力值；V是吸附體積；B是Langmuir吸附常數(shù)；vm是飽和吸附量。變壓吸附技術(shù)交流會(huì)2006年5月．成都Freundlich等溫線適用于化學(xué)吸附和物理吸附，其線性化后：·ny=tn尼+(丟)·nPc2，以inV對(duì)inP作圖。其中k，n為常數(shù)。Temkin方程是化學(xué)吸附的重要方程式[7]，其線性化后的形式為：’y=手·蚶爭(zhēng)P㈤
7、、{以V對(duì)inP作圖。其中Ao、f為常數(shù)。采用模型方程對(duì)測(cè)得的吸附等溫線進(jìn)行線性回歸，相關(guān)系數(shù)的檢驗(yàn)[8]，模型回歸后的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表1。衰1活性炭吸附∞備模型方程回歸后的相關(guān)系數(shù)303K0．9
8、9150．99070．9916A313K0．98980．99640．9893323K0．93050．99070．9760選擇顯著水平Q=0．001，對(duì)應(yīng)的相關(guān)系數(shù)臨界值r。=0．97406(n=6)，對(duì)比表l可看出：由Freundlich吸附方程、Temkin吸附方程回歸直線所得的相關(guān)系數(shù)均滿足：lrl>r。，故可認(rèn)為兩種模型方程總體上符合數(shù)理統(tǒng)計(jì)的檢驗(yàn)。而Langmuir方程只在303K和313K下，樣品A吸附C0時(shí)，符合檢驗(yàn)要求。而誤差的結(jié)果顯示：采用Freundlich方程和Temkin方程模擬吸附等溫線誤差分別在±5％
