活性炭吸附—微波紫外再生处理乙硫醇臭气的工艺研究

发布时间：2020-05-04 09:45

【摘要】：臭气污染对环境和人体健康存在巨大威胁,其中乙硫醇臭气具有嗅阈值低、挥发性强等特点,过量摄入会导致恶心呕吐、嗅觉丧失等症状,严重时引起窒息死亡。吸附法是处理臭气污染的常规方法,具有快速、简单、有效的特点。然而,饱和吸附剂由于附着大量污染物,不当处置形成二次污染。微波紫外再生工艺具有再生时间短、矿化度高等优点,是一种高效再生工艺。本研究以乙硫醇作为含硫有机臭气的代表,对活性炭吸附-微波紫外再生工艺进行研究。考察不同条件下活性炭的吸附效能,探讨不同温度下活性炭的吸附动力学;采用微波紫外再生法对吸附饱和的活性炭进行再生,综合考虑活性炭的再生率和损耗率对再生效果进行评价,根据乙硫醇的矿化情况分析其降解机理;在实验基础上,对碳酸钙板厂废气处理工艺进行初步设计,并进行经济性与可行性分析。得出以下结论:与煤质活性炭、果壳活性炭相比,椰壳活性炭(10-20目)以微孔为主,表面存在羟基、羰基以及羧基等含氧官能团,对乙硫醇的吸附效果最好。Yoon-Nelson模型对活性炭吸附乙硫醇穿透过程的拟合,相关系数大于0.99。考察四种影响因素对活性炭吸附效能的影响,得到最优吸附条件为:乙硫醇初始浓度17mg/L,流量1000ml/min,湿度80%,温度15℃,此时吸附量为318.58mg/g。活性炭的吸附动力学符合Bangham孔道扩散模型,吸附等温线符合Freundlich吸附等温模型。考察不同再生条件下微波紫外再生工艺对活性炭再生效果的影响,得到最优再生条件为:再生时间150s,空气流量200ml/min,微波功率700W。此时,再生率为101.4%,损耗率为4.12%。与单独微波再生工艺相比,微波紫外再生工艺对活性炭的再生效果更好。乙硫醇矿化度随再生时间延长而增加,达到10min后,矿化速度明显减缓。因此,微波紫外再生工艺具有将乙硫醇矿化为SO2、CO2、H2O等简单物质的潜力。结合实际碳酸钙板厂有机臭气排放情况,提出吸附-微波紫外再生工艺方案,主要包括:冷却系统、吸附系统和微波紫外再生系统。计算得到工艺主要参数为:活性炭吸附塔直径1.1m、高1m,活性炭用量400kg,床层压降803Pa;微波再生功率60kw,再生时间60min,再生空气流量1000m3/h。综合考虑能耗、活性炭损耗率和再生率三个因素,微波紫外再生工艺具有较好的经济性。
【图文】：

示意图,无机汞,紫外,示意图

图 1-1 无机汞灯激发辐射紫外示意图[57]紫外辐射降解污染物的效能极灯作为光源进行光解时，微波和紫外可共同作用于污染物，降处理、废气处理及吸附剂再生等方面备受关注。在该体系中，污要包括以下几个过程[44]：无极灯的发射光谱包括紫外和真空紫染物使其化学键断裂；紫外与 O2、H2O 等作用产生 O·和·OH，转化为 CO2、H2O 等简单物质；真空紫外能被空气中的 O2吸收步氧化污染物。水相污染物的降解极灯在水处理中应用广泛，目前主要有微波无极灯直接光解、微催化氧化或高级氧化联合处理水中的污染物。比如 MW/UVO3和 MW/UV/TiO2。染在微波无极灯辐射下可以被有效光解。朱骏等[58]利用微波无基苯模拟废水，处理 8min 后硝基苯去除率达 99.2%，反应半与单独紫外或微波技术相比，反应速率更快，污染物降解彻底。

再生系统,紫外,微波,无极灯

复旦大学侯惠奇教授课题组采用外置式微波S 和 CS2废气的研究，表明光解的主要机理是紫外直接同作用[62, 63]。张婷婷等[64]采用微波无极灯处理甲硫醚 94.3%，通过中间产物及光解机理分析认为反应系统中与 O2、H2O 等作用产生的氧自由基（O·）和·OH 的氧酸盐、CO2和 H2O 等简单物质。Bae 等[65]利用 MW/U表明丙烯最终可被矿化成 CO2，H2O 等简单物质，同时烯的光解。剂再生辐射在吸附剂再生方面也十分具有前景，与其他再生间短、能耗相对低、脱附污染物可以被矿化、无二次污波炉、无极灯和石英反应器为再生系统的主体，其中吸器中一并放入微波炉，对吸附剂进行微波加热以解吸污无极灯产生紫外辐射将解吸的污染物转化为 CO2和 H再生吸附剂和彻底矿化污染物的优势，是其他再生方法
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X701

【参考文献】