两种吸附床层对甲苯的吸附/脱附性能

论文摘要

VOCs的污染已经成为了环境污染的主要问题之一。固定床吸附技术由于其设备简单和操作弹性大等优点,是目前治理VOCs污染中最为广泛的方法之一。本文主要研究和比较了两种吸附床层(蜂窝活性炭吸附床层和颗粒活性炭吸附床层)对甲苯的工作吸附容量;测定了两种床层的压降随空塔流速的变化情况;为合理应用和设计这两种床层,提供设计参数。本文建立了一套活性炭吸附中试装置,测定了不同吸附条件下蜂窝活性炭对甲苯的透过曲线和工作吸附容量。结果表明:随着相对湿度的增大,蜂窝活性炭对甲苯的工作吸附容量下降较快。相对湿度为26%时,蜂窝活性炭对甲苯的工作吸附容量是相对湿度90%时的7倍左右。随着床层高度的增加或者空塔流速的减小,甲苯与蜂窝活性炭的接触时间增大,从而工作吸附容量增大。要使工作吸附容量达到最大值,接触时间应保持在0.4s以上。本文测定了不同吸附条件下颗粒活性炭对甲苯的透过曲线和工作吸附容量。结果表明:相对湿度和床层厚度对颗粒活性炭工作吸附容量的影响与蜂窝活性炭的情况类似。但是,颗粒活性炭对甲苯的工作吸附容量随着空塔流速的增加呈现先增大然后再减小的趋势。本文讨论了空塔流速对两种吸附床层压降的影响。结果表明:在0.05m/s~0.3m/s时,颗粒活性炭床层压降在400~3000Pa范围之间快速增大;在0.4m/s~1.2m/s时,蜂窝活性炭床层压降在50~300Pa范围之间平缓增大。若选择在两种活性炭吸附塔床层压降相同的条件下,颗粒活性炭吸附塔对30m3/h的甲苯气体的透过点和工作吸附容量分别是蜂窝活性炭吸附塔的1.4倍和2倍左右。本文讨论了热空气对颗粒活性炭吸附床层脱附效果和再生率的影响。结果表明:随着脱附载气温度的升高,再生率越高。在195℃时,颗粒活性炭的再生率为88%;随着脱附载气流量的增大,再生率越高,但是载气流量过大容易造成能耗的浪费。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 VOCs 的来源及危害
• 1.1.1 VOCs 的定义、种类及来源
• 1.1.2 VOCs 的危害
• 1.2 VOCs 的处理技术
• 1.2.1 VOCs 的销毁技术
• 1.2.1.1 燃烧技术
• 1.2.1.2 光催化降解技术
• 1.2.1.3 生物降解技术
• 1.2.1.4 低温等离子体技术
• 1.2.2 VOCs 的回收技术
• 1.2.2.1 吸附技术
• 1.2.2.2 吸收技术
• 1.2.2.3 冷凝技术
• 1.2.2.4 膜分离技术
• 1.3 VOCs 的吸附处理技术
• 1.3.1 吸附作用原理
• 1.3.2 常用吸附剂
• 1.3.3 吸附法分类
• 1.3.4 活性炭对VOCs 的动态吸附研究与应用实例
• 1.3.4.1 活性炭对VOCs 的动态吸附研究
• 1.3.4.2 活性炭吸附VOCs 应用实例
• 1.4 活性炭脱附再生
• 1.4.1 活性炭传统再生技术
• 1.4.2 活性炭新型再生技术
• 1.5 本文的研究意义和研究内容
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 蜂窝活性炭床层对甲苯的吸附
• 引言
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器与设备
• 2.1.3 实验方法
• 2.1.3.1 吸附透过曲线的测定
• 2.1.3.2 实验装置及实验步骤
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.2.1 相对湿度对蜂窝活性炭甲苯工作吸附容量的影响
• 2.2.2 甲苯浓度对蜂窝活性炭甲苯工作吸附容量的影响
• 2.2.3 废气温度对蜂窝活性炭甲苯工作吸附容量的影响
• 2.2.4 床层厚度对蜂窝活性炭甲苯工作吸附容量的影响
• 2.2.5 空塔流速对蜂窝活性炭甲苯工作吸附容量的影响
• 2.2.6 接触时间对蜂窝活性炭甲苯工作吸附容量的影响
• 2.3 本章小结
• 第三章 颗粒活性炭床层对甲苯的吸附
• 引言
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验仪器与设备
• 3.1.3 实验方法
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 相对湿度对颗粒活性炭甲苯工作吸附容量的影响
• 3.2.2 床层厚度对颗粒活性炭甲苯工作吸附容量的影响
• 3.2.3 空塔流速对颗粒活性炭甲苯工作吸附容量的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 两种吸附床层压降和工作吸附容量的比较
• 引言
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 实验仪器与设备
• 4.1.3 实验方法
• 4.1.3.1 两种吸附床层压降的测量
• 4.1.3.2 两种床层工作吸附容量的比较
• 4.2 实验结果与分析
• 4.2.1 两种吸附床层压降的比较
• 4.2.2 两种吸附床层工作吸附容量的比较
• 4.3 本章小结
• 第五章 颗粒活性炭热空气脱附条件的探索
• 引言
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 实验原料
• 5.1.2 实验仪器与设备
• 5.1.3 实验方法
• 5.1.3.1 脱附曲线的测定和再生率的计算
• 5.1.3.2 实验装置
• 5.2 实验结果与讨论
• 5.2.1 载气温度对颗粒活性炭再生效果的影响
• 5.2.2 载气流量对颗粒活性炭再生效果的影响
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件