改性活性炭吸附脱硫性能的研究

发布时间：2020-04-10 02:22

【摘要】：燃料油中的硫化物是酸雨形成的主要原因之一,硫化物燃烧后以SO。的形式排放到大气中,危害农作物和建筑。传统的加氢脱硫脱是在H2氛围下,通过催化剂将燃油中硫转为H2S,从而达到除去燃油中的硫化物的目的。加氢脱硫会造成燃料油辛烷值的损耗,并且能源消耗大,操作成本高。与传统的加氢脱硫相比吸附脱硫具有操作条件温和、成本低、能耗低、不损耗辛烷值、对噻吩及其衍生物具有良好的选择性等优点。活性炭的孔隙结构丰富、具有良好的吸附性能且来源广泛,受到学者们的广泛关注。但是也存在吸附容量小吸附速率慢等问题。本文选用两种商业活性炭,分别标记为AC1(天津德恩)、AC2(河南长葛),并对改性后的活性炭吸附性能进行评价。主要内容及结论如下：(1)首先进行静态吸附。研究发现,AC2的脱硫性能明显优于AC1,AC1、AC2的最佳吸附温度分别为35℃和45℃。(2)通过正交实验考察温度、处理时间、硝酸浓度等因素对活性炭脱硫性能的影响。正交结果表明,用30%硝酸在25℃条件下处理4h的活性炭具有良好的脱硫性能,脱硫率达72%。与未经处理的活性炭相比,吸附硫容从0.3mmol/g提高至0.45mmol/g,提高了0.5倍。(3)采用浸渍和超声结合法制备了Ni/AC、Cu/AC、Co/AC三种吸附剂,并通过静态吸附实验考察了煅烧温度、金属活性成分负载量对活性炭脱硫性能的影响。研究表明,三种吸附剂的最佳煅烧温度都为400℃℃,三种吸附剂金属离子最佳负载量分别为4.0%、3.0%、1.0%。Ni/AC、Cu/AC、Co/AC对DBT的脱硫率分别达82%、84%、85%。(4)活性炭吸附DBT的吸附等温线借助于Langmuir和Freundlich模型来描述,结果表明：Ni/AC、Cu/AC、Co/AC三种吸附剂对DBT分子的吸附都符合Langmuir模型和Freundlich模型。经过负载改性后活性炭的最大吸附硫容达0.98mmol/g。动力学研究表明活性炭对DBT的吸附过程更加符合Lagergren拟二级动力学模型。热力学分析表明,在研究的温度范围内,活性炭对DBT分子的吸附过程为自发的吸热过程。(5)动态吸附结果表明,吸附剂最佳的吸附温度仍为45℃,且穿透时间随着床层高度的增加而增加,随着初始浓度的增加而减小。通过Yoon-Nelson模型模拟出穿透时间与固定床床层高度的关系。
【图文】：

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１绪论逡逑１．１燃油脱硫的重要性逡逑全球经济的迅猛发展，，加快了能源的消耗。图１－１为世界能源消费构成图，从图中逡逑可Ｗ看出石油仍是能源输出的主要姐成部分，约占４０％［１１，石油在能源构成中仍占主导逡逑地位。石油经过一次加工得到直饱油，石油的一次加工能力是一个国家经济实力的重要逡逑表现形式。图１－２为近年来我国石油一次加工能为趋势图，从图中可Ｗ明显看出我国的逡逑石油一次加工能力逐年递增Ｐ１。逡逑。３0／。逦油逡逑雪逡逑２７％逡逑图１－１世界能源分布图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｅｎｅｒｇｙ邋ｄｉｓ化化ｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｗｏｒｌ

趋势图,加工能力,趋势图,石油

１绪论逡逑１．１燃油脱硫的重要性逡逑全球经济的迅猛发展，加快了能源的消耗。图１－１为世界能源消费构成图，从图中逡逑可Ｗ看出石油仍是能源输出的主要姐成部分，约占４０％［１１，石油在能源构成中仍占主导逡逑地位。石油经过一次加工得到直饱油，石油的一次加工能力是一个国家经济实力的重要逡逑表现形式。图１－２为近年来我国石油一次加工能为趋势图，从图中可Ｗ明显看出我国的逡逑石油一次加工能力逐年递增Ｐ１。逡逑。３0／。逦油逡逑雪逡逑２７％逡逑图１－１世界能源分布图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｅｎｅｒｇｙ邋ｄｉｓ化化ｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｗｏｒｌ
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ424.1;TE624.5

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