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丙酮回收用活性炭吸附性能研究

史丽红

  为了溶解高分子物质以便于产品的加工成型,工业生产中使用了大量的有机溶剂,在最终产品中,这些溶剂必须排除干净,因而会形成大量的有机废气。回收利用这些溶剂既是环保的要求也是有效利用资源的措施,具有重要的经济和社会效益。丙酮是应用广泛、性能优良的有机溶剂之一。在醋酸纤维生产丝束单元产生的有机混合气体中含有约2%(体积含量)的丙酮,本文选择这一体系为研究对象,考察丙酮蒸气在活性炭上的动态吸附行为及活性炭的吸附性能。本文建立了动态吸附装置;配气阶段,采用饱和蒸汽压计算法预测丙酮浓度;配气和吸附阶段内酮的浓度使用气相色谱在线分析,根据响应峰面积判断空气中丙酮浓度相对大小;定量分析方法采用吸附称重法;水蒸气再生阶段,水中丙酮的含量使用色谱分析,采用标准液外标法标定。本文选择了一种目前工业生产中使用的国外活性炭AC-1进行实验研究,考察丙酮蒸气初始浓度、流量和吸附温度等因素对动态吸附行为的影响;测定了3个温度下丙酮在活性炭上的吸附等温线,分析了温度对吸附平衡的影响,运用Calusius-Clapeyron方程计算了丙酮在AC-1活性炭上的等量吸附热Q_d。结果表明浓度和流量对动态吸附过程的影响较大,温度对吸附穿透曲线影响较小,但对吸附平衡的影响较为明显。运用Langmuir方程、D-R方程和D-A方程对平衡数据进行了关联。本文选择5种国产活性炭(AC-2、AC-3、AC-4、AC-5、AC-6)与AC-1活性炭对比,针对醋酸纤维生产中溶剂回收的工艺条件确定研究内容,从穿透吸附量、平衡吸附量和床层利用率等方面讨论其吸附性能的优劣。结果显示活性炭的吸附容量与微孔孔容的大小密切相关,即微孔主要分布于0.5~2.0nm,微孔孔容较大的活性炭,孔隙利用率高,吸附容量大,适用于气体中丙酮的吸附。综合考虑穿透曲线的形状和吸附量的大小,6种活性炭吸附性能由好至差为:AC-1、AC-2、AC-5、AC-3、AC-4、AC-6;本文还研究了经多次脱附的再生活性炭的吸附性能,与新鲜活性炭的吸附性……   
[关键词]:丙酮;活性炭;动态吸附;吸附平衡;再生
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南京工业大学2004年
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