改性活性炭纤维脱除低浓度硫化氢研究

摘要

硫化氢是一种具有刺激性气味的恶臭气体，对人体毒性极大，少量的硫化氢就会对环境造成很大的污染，危害人体健康，因此，脱除低浓度硫化氢的污染是当前急需要解决的问题。活性炭纤维具有高度发达的比表面积和孔容。因其纤微孔丰富且分布窄、易于与吸附质接触、扩散阻力小，所以其吸、脱附速度快，有利于吸附分离，是一种很好的吸附材料。用改性活性炭纤维作为吸附剂不仅可以有效的脱除气体中的低浓度H2S，而且还具有成本低、操作简便、脱硫效率高等优点。 本论文从化学改性ACF脱除低浓度H2S、碱性物改性ACF脱除低浓度H2S、金属改性ACF脱除低浓度H2S、改性ACF脱除低浓度H2S再生方法的研究等四方面对改性ACF脱除低浓度H2S进行了深入的研究。 通过实验研究，本文得出如下结论：（1）用液相氧化和气相氧化的方法分别使ACF对H2S的动态吸附能力得到提高；用Cl2，NH3处理的ACF表面极性改变，对H2S的动态吸附能力提高了47％和64％；（2）当原料气为H2S/N2时，K2CO3改性ACF的脱硫性能较好；在原料气中混入O2有利于提高改性ACF的脱硫性能；（3）吸附温度在673K左右时，过渡金属离子改性ACF的脱硫活性较高，ACF的硫容量最大，达到了50mg/g；在有氧气氛中，用金属Cu2+改性的ACF吸附H2S的效果明显优于无氧气氛下吸附H2S的效果，达到了40mg/g；（4）空气再生酸性物改性ACF的再生效果较好，473K是适宜的温度，再生率达到60％以上，CO2再生对碱性物改性ACF的再生效果较好，573K是适宜的再生温度，再生率可达到80％，空气再生对金属改性ACF的再生效果较好，473K是适宜的再生温度，再生率可达到96％左右。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1概述

1.2活性炭纤维的简介

1.2.1化学吸收活性碳纤维的制备

1.2.2活性炭纤维的功能化

1.2.3活性炭纤维的特性

1.2.4活性炭纤维的吸附性能

1.3活性炭纤维在国内外的发展状况

1.3.1活性炭纤维生产的发展概况

1.3.2活性炭纤维应用的发展概况

1.4活性炭纤维改性研究现状与展望

1.4.1国内外活性炭纤维改性的研究现状

1.4.2活性炭纤维改性的发展方向

1.5硫化氢脱除技术总结

1.6活性炭纤维吸附脱除硫化氢研究进展

1.6.1未改性活性炭纤维吸附H2S气体的研究进展

1.6.2改性活性炭纤维吸附H2S气体的研究进展

1.7本文的主要研究内容

第二章 实验部分

2.1实验原料及药品

2.1.1实验原料

2.1.2原料气制备

2.1.3活性炭纤维改性方法

2.1.4实验试剂

2.2实验装置和实验方法

2.2.1实验装置和实验步骤

2.2.2气体热再生装置和实验步骤

2.2.3气体再生后活性炭纤维的脱硫条件

2.2.4溶剂再生实验的具体步骤

2.3检测分析和计算方法

2.3.1含硫物质的检测

2.3.2氮氧化物的检测

2.3.3活性炭纤维酸碱性测定

2.3.4活性炭纤维产物测定

2.3.5硫容量计算方法

第三章 改性ACF脱除低浓度H2S的研究

3.1 ACF表面化官能团改性及对脱除H2S的影响

3.1.1化学滴定法测定ACF表面酸性官能团

3.1.2测定活性碳纤维的静态和动态吸附质量百分数

3.1.3表面酸性官能团含量与H2S吸附的关系

3.1.4 ACF表面极性对吸附能力的影响

3.2碱性物改性ACF脱除H2S的研究

3.2.1浸渍物种类对脱硫效果的影响(N2-H2S体系)

3.2.2浸渍量对脱硫性能的影响

3.2.3原料气中O2含量对脱硫效果的影响

3.3金属盐改性ACF脱除低浓度H2S的研究

3.3.1改性离子对脱硫性能的影响

3.3.2改性离子对硫容量的影响

3.3.3预热处理对脱硫性能的影响

3.3.4吸附温度对脱除H2S的影响

3.3.5相对湿度对脱硫性能的影响

3.3.6氧气对脱硫性能的影响

3.4本章小结

第四章 改性ACF脱硫后的再生研究

4.1改性ACF的再生

4.1.1溶剂再生结果

4.1.2气体热再生结果

4.2机理讨论

4.2.1碱性物改性ACF再生机理的讨论

4.2.2金属改性ACF再生机理的讨论

4.3实际生产中的脱硫再生问题的探讨

4.4本章小结

第五章结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢