改性活性炭纤维脱除低浓度硫化氢研究

论文摘要

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:⑴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%;⑵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;⑶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;⑷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。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 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
• 2S气体的研究进展'>1.6.1 未改性活性炭纤维吸附H₂S气体的研究进展
• 2S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H25的研究
• 2S的影响'>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
• 2S吸附的关系'>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
• 2S的研究'>3.2 碱性物改性ACF脱除H₂S的研究
• 2-H₂S体系）'>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
• 2含量对脱硫效果的影响'>3.2.3 原料气中O₂含量对脱硫效果的影响
• 2S的研究'>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
• 2S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