乙硫醇废气的ACF-O3吸附氧化处理工艺研究

论文摘要

硫醇类恶臭废气对人体健康和周围环境造成恶劣影响。本文在研究国内外硫醇处理技术的基础上，提出了ACF-O3吸附氧化法处理乙硫醇废气的工艺。阐述了硫醇废气的危害及常规的处理方法，分析了ACF和O3的性质、应用范围、作用原理等特性，探讨了采用ACF-O3吸附氧化工艺处理乙硫醇废气的优势和可行性，选用合适种类的ACF，详细论证并最终确定了适合治理乙硫醇废气的工艺流程。本论文主要采用动态实验手段。就不同材质ACF对乙硫醇的吸附效果进行比较表明：聚丙烯腈基活性碳纤维（PAN-ACF）对乙硫醇的处理效果最好，1000ppm以下的乙硫醇废气经PAN-ACF吸附处理后尾气中检测不出乙硫醇，吸附效率＞99.8％，吸附容量可达0.1g／g。对PAN-ACF吸附乙硫醇的影响因素研究表明：流量变化对平衡吸附容量影响不大，流量在160ml／min-3600ml／min之间变化时，吸附容量在0.1g／g左右浮动；浓度变化对平衡吸附容量影响不大，浓度在1324.56mg／m3-4534.87 mg／m3之间变化时，吸附容量保持在0.1g／g左右；乙硫醇进气流量、进气浓度变大均会导致ACF吸附床的穿透时间、饱和时间变短，穿透曲线更为陡峭。热氮气能够对饱和的PAN-ACF较好地再生：初次再生率为84.41％，再生4次之后再生率基本稳定，为78.65％；再生率随着时间的增加而增加，但是在在大约120min后再生率逐渐趋于稳定，最后不变；应用双机理结合模型对PAN-ACF再生表现进行了解释。O3和乙硫醇在PAN-ACF上同时吸附氧化会大大降低PAN-ACF对乙硫醇废气的处理时间，O3对饱和后的PAN-ACF进行氧化处理也几乎无法令其再生，究其原因有：臭氧与乙硫醇在ACF表面产生竞争吸附；乙硫醇被氧化为单质硫、凝聚态硫化物等物质强烈吸附在ACF表面；臭氧破坏ACF的表面微孔，改变ACF表面官能团种类和数量。对O3气相氧化乙硫醇进行考察表明：臭氧和乙硫醇的气相氧化反应在8s内基本完成；温度对乙硫醇的去除效率略有影响；臭氧投加量不同，氧化产物也有差别，乙硫醇被氧化为单质硫、二氧化硫、凝聚态硫化物或者其他物质中的一种或几种；当臭氧充足时，乙硫醇的去除效率可以达到100％。综合考虑ACF-O3吸附氧化法在不同条件下的实验结果，提出了适合乙硫醇处理的“ACF吸附-热N2再生-O3氧化”工艺流程。并对以后工作提出展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 乙硫醇的特性
• 1.2.1 乙硫醇的理化及病理特性
• 1.2.2 相关标准对乙硫醇排放的规定
• 1.3 含乙硫醇恶臭废气的处理技术
• 1.3.1 吸附法
• 1.3.2 吸收法
• 1.3.3 燃烧法
• 1.3.4 氧化法
• 1.3.5 生物法
• 1.3.6 光催化法
• 1.3.7 脉冲电晕放电法
• 1.3.8 硫醇废气的高效处理工艺
• 1.4 活性炭纤维的特性
• 1.4.1 活性炭纤维的现状
• 1.4.2 活性炭纤维的结构及性能
• 1.4.3 活性炭纤维的吸附作用
• 1.5 臭氧氧化技术
• 1.5.1 臭氧的物理化学性质
• 1.5.2 臭氧氧化有机物的机理
• 1.6 课题研究意义
• 第二章 实验装置及内容
• 2.1 实验目的
• 2.2 实验器材
• 2.3 实验装置及方法
• 2.3.1 实验装置
• 2.3.2 实验方法
• 2.4 实验内容
• 2.4.1 不同材质活性炭纤维对乙硫醇吸附效果的研究
• 2.4.2 PAN-ACF对乙硫醇的吸附研究
• 2.4.3 PAN-ACF对乙硫醇的再生研究
• 3和乙硫醇在 ACF同时吸附氧化效果研究'>2.4.4 O₃和乙硫醇在 ACF同时吸附氧化效果研究
• 2.4.5 ACF饱和后氧化再生效果研究
• 3对乙硫醇的氧化效果研究'>2.4.6 O₃对乙硫醇的氧化效果研究
• 第三章 ACF对乙硫醇的吸附研究
• 3.1 不同材质 ACF对乙硫醇吸附效果的研究
• 3.1.1 ACF对乙硫醇的动态吸附说明
• 3.1.2 不同活性炭纤维的吸附效率线比较
• 3.1.3 不同活性炭纤维对乙硫醇的吸附容量的比较
• 3.2 PAN-ACF对乙硫醇的吸附研究
• 3.2.1 流量对 PAN-ACF吸附乙硫醇的影响
• 3.2.2 进气浓度对 PAN-ACF吸附乙硫醇的影响
• 3氧化对 ACF吸附乙硫醇的影响研究'>第四章 O₃氧化对 ACF吸附乙硫醇的影响研究
• 3和乙硫醇在 ACF上同时吸附氧化效果研究'>4.1 O₃和乙硫醇在 ACF上同时吸附氧化效果研究
• 3氧化再生效果研究'>4.2 ACF饱和后O₃氧化再生效果研究
• 3氧化降低吸附效果原因分析'>4.3 O₃氧化降低吸附效果原因分析
• 2法再生 PAN-ACF的研究'>第五章 热 N₂法再生 PAN-ACF的研究
• 5.1 再生曲线
• 5.2 再生效率随时间的变化
• 5.3 再生次数对吸附容量的影响
• 3对乙硫醇的气相氧化研究'>第六章 O₃对乙硫醇的气相氧化研究
• 6.1 反应时间对去除效率的影响
• 6.2 臭氧投加量对乙硫醇去除效率的影响
• 6.3 反应温度对去除效率的影响
• 6.4 氧化产物分析
• 结论与建议
• 参考文献
• 附录
• 致谢