旋转填料床中活性炭吸附甲苯的探索研究

摘要

随着我国经济的发展,工业有机废气的排放量逐年增加,严重危害着生态环境以及人体健康,我国加大了对有机废气的治理,新型的有机废气的净化技术成为研究热点。本文综述了净化甲苯废气的方法,指出目前我国的吸附技术在新型材料研发及吸附设备方面存在一定的局限性。虽然我国传统吸附设备在工业上应用广泛,但仍然存在着气体与吸附剂接触面积小,设备占地面积大等问题,而超重力旋转填料床(RPB)属于一种特殊的径向流吸附床,它的环形装填方式能够弥补传统吸附床存在的问题,因此本文对旋转填料床吸附甲苯进行了探索性研究。
　　本文首先采用RPB静置模拟径向流吸附床,考察了甲苯初始浓度、气速及床层厚度对甲苯穿透曲线的影响,得出实验中的最佳操作参数:H=25mm,气速u=0.2m/s,气体初始浓度C0=811-1392ppm。采用Yoon-Nelson模型、Langmuir等温方程以及D-R方程分别预测甲苯的穿透曲线和吸附等温线。结果表明,当C0=811ppm,u=0.2m/s,H=25mm时理论穿透曲线与实验数据有很好的相关性,R2达到0.976;而 Langmuir及D-R对吸附等温线拟合度R2分别为0.979和0.984。
　　其次,对旋转填料床中活性炭吸附甲苯的过程进行了探索研究,考察了转速、气体初始浓度以及气速对穿透曲线的影响;采用Yoon-Nelson模型对吸附穿透曲线进行了拟合;采用两种等温吸附方程对吸附过程进行分析;重点考察了转速对吸附速率以及扩散系数的影响。结果表明,在旋转填料床中,最优吸附条件是转速为200rpm,气体初始浓度为C0=1370-1830ppm,气速u=0.1m/s。当转速增大时,吸附速率常数和扩散系数均是先增大后减小的趋势。转速为200rpm时,吸附速率最大,为68.4min-1,扩散系数为1.787×107cm2/s。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 苯类有机废气来源及危害

1.2 甲苯废气的处理工艺及研究进展

1.3 吸附剂

1.4 选题目的及意义

1.5 研究内容

2 吸附机理及应用分析

2.1 吸附理论

2.2 吸附平衡

2.3 吸附动力学

3 实验方法及装置

3.1 实验仪器及试剂

3.2 实验流程及步骤

3.3 检测及分析方法

4 RPB静置模拟径向流吸附床中的吸附

4.1 吸附剂的选择

4.2 不同因素对动态吸附的影响

4.3 穿透模型对吸附过程的预测

4.4 径向流吸附床中甲苯的吸附等温线

4.5 小结

5 甲苯在活性炭RPB上的吸附

5.1 不同因素对动态吸附程的影响

5.2 Yoon-Nelson模型对穿透曲线的预测

5.3 旋转填料床中甲苯的吸附等温线

5.4 转速对吸附动力学的影响

5.5 小结

6 全文总结

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 建议

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及研究成果

致谢