VOCs和水蒸气在活性炭上的吸附平衡研究

论文摘要

人口数量的过度增加与工业的快速发展,导致环境的污染日益严重。其中大气污染是直接影响人类以及整个生态环境的因素之一,挥发性有机化合物(VOCs)就是一类较严重的大气污染物,人类也越来越重视对它的治理。其中吸附法是处理VOCs的比较有效的方法之一：它以经济实用、净化效率高、基本无二次污染等特点得到广泛应用。在实际吸附净化过程中,很多含有VOCs的废气中混有水蒸气,这就涉及到水蒸气对活性炭吸附VOCs的影响问题。本文采用气相色谱为检测手段,结合称重法和吸附柱穿透曲线法测定了30℃下苯、甲苯、丙酮、乙酸乙酯在不同相对湿度下在活性炭上的平衡吸附量数据,为研究有机物和水蒸气二元混合气体的吸附平衡提供了实验依据。研究结果表明挥发性有机物在活性炭上的单组分吸附时,有机物的性质对吸附效果有显著影响,分子量越大,饱和蒸汽压越低、沸点越高的挥发性有机物,达到平衡时活性炭吸附量越大。有水蒸气存在情况下,活性炭对挥发性有机物的吸附量随水蒸气含量即相对湿度的增大而减小,特别是当相对湿度大于50%以后,穿透时间显著提前,吸附量显著降低。当相对湿度等于80%时,活性炭的吸附量减少到单组分吸附的50%左右。有水蒸气存在情况下,活性炭吸附挥发性有机物的吸附效果还与有机物本身的极性有很大关系,本实验采用的四种挥发性有机物的极性按照甲苯、苯、乙酸乙酯、丙酮依次增大,水蒸气对它们在活性炭上吸附的影响也依次增大,即在有水蒸气存在条件下,极性越大的挥发性有机物在活性炭上的吸附受到水蒸气的影响越大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 挥发性有机化合物的概述
• 1.2.1 挥发性有价化合物的定义
• 1.2.2 挥发性有机化合物的来源及种类
• 1.2.3 挥发性有机化合物的主要危害
• 2 含VOCs废气处理方法
• 2.1 VOCs的控制技术
• 2.1.1 吸收法
• 2.1.2 吸附法
• 2.1.3 膜法
• 2.1.4 冷凝法
• 2.1.5 光催化法
• 2.1.6 生物技术
• 2.1.7 等离子体技术
• 2.1.8 燃烧法
• 2.2 吸附技术简介
• 2.3 吸附技术的研究进展
• 2.4 本文研究主要内容
• 3 实验部分
• 3.1 实验所用仪器及试剂
• 3.2 气相产物分析的色谱条件
• 3.2.1 气相色谱的基本原理
• 3.2.2 气相色谱的组成
• 3.2.3 气象色谱的色谱条件
• 3.3 吸附剂的筛选
• 3.3.1 吸附剂的预处理
• 3.3.2 吸附剂的静态吸附实验
• 3.4 标准曲线的测定
• 3.5 活性炭吸附VOC的性能参数
• 3.6 吸附等温线的测定
• 3.6.1 VOCs在活性炭上的吸附等温线的测定
• 3.6.2 水蒸气在活性炭上的吸附等温线的测定
• 3.7 VOC单组分的吸附实验
• 3.8 VOC和水蒸气的吸附试验
• 3.8.1 苯与不同湿度的水蒸气在活性炭上的吸附
• 3.8.2 甲苯与不同湿度的水蒸气在活性炭上的吸附
• 3.8.3 丙酮与不同湿度的水蒸气在活性炭上的吸附
• 3.8.4 乙酸乙酯与不同湿度的水蒸气在活性炭上的吸附
• 3.8.5 本节结论
• 4 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献