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《活性炭對(duì)CO和CO2吸附行為的研究.pdf》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CO:吸附行為的研究郭波‘，2，常麗萍‘，李春虎’，謝克昌‘(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)摘要: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303
2、K,313K和323K下對(duì)COz的等溫吸附，F(xiàn)reundlich方程則能較好地模擬樣品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)，CO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，CO:的吸附量高于CO?；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
3、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co、C02分子的流動(dòng)性隨吸附量的增加而增大?！ひ悦骸⑹秃吞烊粴鉃樵系暮铣砂?、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CS2，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C0
4、2的影響，在文獻(xiàn)【2][31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CO和C02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提供的ZL-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)[41。2006年5月.成都變壓吸附技術(shù)交流會(huì)1.2實(shí)臉?lè)椒▽?shí)驗(yàn)采用一套玻璃真空吸附系統(tǒng)，裝
5、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10-3_ION，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2.1CO氣體等沮吸附方程的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)得到的純CO氣體等溫吸
6、附線如圖1所示。︵食10t-313KS’﹄jSampleA的盔日︶J習(xí)仲它5月習(xí)J。里，~夕山-a-303K一一313K--crSampleA-a-323K﹃.一一SampleC一.△一，SampleD一一州尸一，尸一，尸一，I-;0/C500010000150001000025000300003500005000100001500020000250003000035000Pressure(Pa)(b)Pressure(pa)圈1(a)303K.313K和323K下樣品A對(duì)00的份妞服附跳;(b)313
7、K下樣品A,0和D對(duì)CO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:P1‘1、_，=—十I—It'V刀V.lVm)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)2《X巧年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:Inv一，n、+(生)1。尸kn)以InV對(duì)InP
8、作圖。其中k，n為常數(shù)。Temkln方程是化學(xué)吸附的重要方程式〔7〕，其線性化后的形式為，，_嶸，_，.二In尸y=一了.nizl。個(gè)Jf以V對(duì)InP作圖。其中凡、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。裹1活性炭吸附co各模型方程回歸后的相關(guān)系效相關(guān)系數(shù)r活性炭溫度介mkin303K0.99150.99070.9916313K0.98980.99640.9893323K0.9
