活性炭对有机废气中乙酸丁酯及三甲胺吸附性能的研究
发布时间：2021-03-26 03:41
乙酸丁酯是工业中常用的有机溶剂,三甲胺是制备四甲基氢氧化铵的重要原料,二者在使用过程中不可避免会产生有机废气。随着国内外环保要求日趋严格,两种有机废气的处理提上日程。分别对六种常用作有机废气处理的活性炭进行了扫描电镜、N2低温物理吸脱附、Boehm滴定等分析表征,结合乙酸丁酯及三甲胺废气动态吸脱附结果,分别选择了适用于乙酸丁酯废气和三甲胺废气的吸附剂。并对两种活性炭吸附剂分别进行了氧化改性、高温改性和水热改性,研究了改性方法及改性条件对乙酸丁酯和三甲胺废气吸脱附的影响。结果表明,随着氧化剂浓度的升高,活性炭表面含氧基团含量升高,氧化剂浓度过高导致活性炭骨架坍塌;N2氛围中,随着温度的升高,表面含氧基团分解;水热条件下,随着温度升高,羧基和内酯基含量降低,酚羟基含量升高。经240℃水热改性后的活性炭适用于乙酸丁酯废气吸脱附,经5%硝酸改性后的活性炭适用于三甲胺废气吸脱附。对乙酸丁酯废气吸附工艺条件进行了优化,得在温度25℃,入口浓度5.5 mg/L,空塔气速0.2 m/s的条件下,采用干燥的活性炭吸附湿度为0的废气时,饱和吸附量最大,可达32....
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
膜分离工艺示意图
?矸⒚髁宋?椒ā?VOCs污染防治中所涉及到的吸附处理技术主要是利用多孔固体（如分子筛、活性炭、炭纤维等）对VOCs的物理化学吸附性能不同，从而将VOCs与空气分离。目前，吸附法已应用于多个领域，如喷漆行业、低沸点溶剂助剂的生产及使用过程、涂料的生产过程以及石油化工等各个行业的生产过程，且均能满足废气排放标准[26,27]。吸附法是目前工业生产中处理VOCs时应用最广的方法之一。吸附法非常适用于处理流速较快而浓度较低的VOCs，该技术的去除效果较好、基本无二次污染、工艺技术成熟可靠、设备及操作成本较低。图1-2为工业中采用吸附法处理有机废气时的示意图[28]，双塔式及多塔式废气处理系统在实际应用中十分常见，整个系统吸脱附可同时进行。其基本流程如下：含溶剂的废气经过滤后采用风机从下端送入其中一个吸附塔，废气中的有机物被吸附，净化后的气体从吸附塔上端排出。待该吸附塔吸附饱和后，切换阀门采用另外一个塔进行吸附，该塔通入水蒸汽（或氮气、新鲜空气等）进行脱附，脱附后的气体经冷凝或其他方法回收有机物后再利用。通常两个或多个塔循环进行吸附脱附工作，使整个系统处理废气的效率更高[29]。但并非所有的VOCs都能在通入水蒸汽后冷凝分层进行回收再利用，某些低沸点、溶于水的有机物需采用其他回收方法。图1-2吸附法处理有机废气示意图Fig.1-2Adsorptionprocessoforganicgas近年来，VOCs的处理工艺越来越多，但无论传统工艺，还是经改进或新发明的处理技术，均存在优势和劣势，不可能满足实际工业生产中所有需求。在应用中选择废弃处理工艺时，需从以下几个因素[30]考虑：①处理技术本身的特点，如处理量、处理效率、设备及操作成本、占地面积、技术难度等；②待处理有机
青岛科技大学研究生学位论文7废气的特点，如浓度、组成、酸碱性、腐蚀性、氧化还原特性等；③处理后废气的要求，如处理程度、排放标准等。我国的有机废气处理技术虽然发展很快，但因起步较晚，相对于发达国家，仍然存在一定的差距。虽然近几年环保要求越来越严格，而我国目前面临的环境问题依然严峻。在我国经济发展越来越快的基本国情下，发展高效、环保、节能的废气处理工艺已成为当下的重要任务。现存废气处理技术中，吸附法工艺简单，废气处理量大，设备投资小，大部分吸附剂可重复使用，且可回收有机物后再利用。因此，相对于其他废气处理技术，吸附法更适合我国国情，是目前工业中应用较多的一种废气处理方法，并且在未来工业应用中用于有机废气处理领域有着极大的发展前景。下面对吸附法处理有机废气做简要介绍1.3吸附法处理VOCs1.3.1吸附理论一定温度下，吸附质分子在相界面上吸附，达到吸附平衡时，吸附质在两相中浓度之间的关系曲线称为吸附等温线。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将吸附等温线分为六种形状，如图1-3所示[31]。图1-3IUPAC吸附等温线分类Fig.1-3BasicadsorptionisothermbyIUPACⅠ型等温线特点：在较低相对压力的范围内，吸附等温线的斜率很大，随着
本文编号：3100876
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
膜分离工艺示意图
?矸⒚髁宋?椒ā?VOCs污染防治中所涉及到的吸附处理技术主要是利用多孔固体（如分子筛、活性炭、炭纤维等）对VOCs的物理化学吸附性能不同，从而将VOCs与空气分离。目前，吸附法已应用于多个领域，如喷漆行业、低沸点溶剂助剂的生产及使用过程、涂料的生产过程以及石油化工等各个行业的生产过程，且均能满足废气排放标准[26,27]。吸附法是目前工业生产中处理VOCs时应用最广的方法之一。吸附法非常适用于处理流速较快而浓度较低的VOCs，该技术的去除效果较好、基本无二次污染、工艺技术成熟可靠、设备及操作成本较低。图1-2为工业中采用吸附法处理有机废气时的示意图[28]，双塔式及多塔式废气处理系统在实际应用中十分常见，整个系统吸脱附可同时进行。其基本流程如下：含溶剂的废气经过滤后采用风机从下端送入其中一个吸附塔，废气中的有机物被吸附，净化后的气体从吸附塔上端排出。待该吸附塔吸附饱和后，切换阀门采用另外一个塔进行吸附，该塔通入水蒸汽（或氮气、新鲜空气等）进行脱附，脱附后的气体经冷凝或其他方法回收有机物后再利用。通常两个或多个塔循环进行吸附脱附工作，使整个系统处理废气的效率更高[29]。但并非所有的VOCs都能在通入水蒸汽后冷凝分层进行回收再利用，某些低沸点、溶于水的有机物需采用其他回收方法。图1-2吸附法处理有机废气示意图Fig.1-2Adsorptionprocessoforganicgas近年来，VOCs的处理工艺越来越多，但无论传统工艺，还是经改进或新发明的处理技术，均存在优势和劣势，不可能满足实际工业生产中所有需求。在应用中选择废弃处理工艺时，需从以下几个因素[30]考虑：①处理技术本身的特点，如处理量、处理效率、设备及操作成本、占地面积、技术难度等；②待处理有机
青岛科技大学研究生学位论文7废气的特点，如浓度、组成、酸碱性、腐蚀性、氧化还原特性等；③处理后废气的要求，如处理程度、排放标准等。我国的有机废气处理技术虽然发展很快，但因起步较晚，相对于发达国家，仍然存在一定的差距。虽然近几年环保要求越来越严格，而我国目前面临的环境问题依然严峻。在我国经济发展越来越快的基本国情下，发展高效、环保、节能的废气处理工艺已成为当下的重要任务。现存废气处理技术中，吸附法工艺简单，废气处理量大，设备投资小，大部分吸附剂可重复使用，且可回收有机物后再利用。因此，相对于其他废气处理技术，吸附法更适合我国国情，是目前工业中应用较多的一种废气处理方法，并且在未来工业应用中用于有机废气处理领域有着极大的发展前景。下面对吸附法处理有机废气做简要介绍1.3吸附法处理VOCs1.3.1吸附理论一定温度下，吸附质分子在相界面上吸附，达到吸附平衡时，吸附质在两相中浓度之间的关系曲线称为吸附等温线。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将吸附等温线分为六种形状，如图1-3所示[31]。图1-3IUPAC吸附等温线分类Fig.1-3BasicadsorptionisothermbyIUPACⅠ型等温线特点：在较低相对压力的范围内，吸附等温线的斜率很大，随着
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