SO2在活性炭表面的吸附平衡和吸附动力学

基于固定床反应器研究烟气中SO2在活性炭表面的吸附平衡和吸附动力学。结果表明：活性炭吸附SO2在初始阶段呈现较快的吸附速率,该阶段和表面吸附有关;随着吸附的进行,表面活性位逐渐被占据,吸附速率下降,粒内扩散起主要作用;在接近吸附饱和阶段,SO2吸附量增加缓慢,SO2吸附与H2 SO4的脱附有关。与2 mm活性炭相比,0.075 mm活性炭呈现较快的SO2吸附速率和较高的吸附量;随着SO2体积分数的增加,SO2初始吸附速率和平衡吸附量增加。SO2在活性炭上的动态吸附符合Bangham吸附动力学模型。用Langmuir和Freundlich吸附等温线模型拟合吸附数据,发现Freundlich模型能够很好地预测SO2在活性炭表面的吸附平衡。     

SO_2在活性炭上的吸附平衡、动力学及热力学研究

为深入研究SO2在活性炭上的吸附过程,基于固定床反应器研究了某商业活性炭对烟气中SO2的吸附性能,考察了SO2体积分数、吸附温度对活性炭吸附SO2的影响,分析了SO2在活性炭表面的吸附平衡、吸附动力学和热力学特性。结果表明,随着SO2体积分数的增加,SO2初始吸附速率和平衡吸附量增加;随着吸附温度的增加,SO2初始吸附速率和平衡吸附量降低。活性炭对SO2的吸附平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温线模型;SO2在活性炭上的动态吸附过程符合Bangham吸附动力学模型。吸附热力学研究表明,吸附过程中焓变为-19.21 kJ/mol,吸附自由能变为-10.17~-9.29 kJ/mol,吸附熵变为-27.69~-27.17 J/(mol·K),该吸附过程是一个自发、放热、熵降低过程,升温不利于SO2在活性炭上的吸附。     

辉钼矿与捕收剂K64的作用机理研究

针对辉钼矿与捕收剂K64的作用机理进行研究,以Mo S2含量为96%的纯矿物作为捕收剂K64的作用对象。使用紫外光谱仪进行测试研究,得到不同浓度捕收K64的吸光度,从而获得其标准曲线y=0.654x+0.0226其中R2=0.99694。在此基础上进行了捕收剂K64与辉钼矿表面吸附等温线模型的研究,分别研究了Langmuir、Freundlich、Temkin三种吸附等温线模型,获得捕收剂K64与辉钼矿矿物颗粒之间的吸附作用可以按照Freundlich吸附等温线模型来进行解释的结论。并对三种不同浓度的捕收剂K64与辉钼矿矿物颗粒表面的吸附动力学进行了计算,分别计算了一级吸附动力学、二级吸附动力学、颗粒内扩散动力学,获得二级动力学模型比一级动力学模型和颗粒内扩散动力学模型更加能准确说明K64与辉钼矿矿物颗粒之间的吸附行为。     

捕收剂K64与辉钼矿吸附等温模型及吸附动力学研究

针对辉钼矿与捕收剂K64的作用机理进行研究,以Mo S2含量为96%的纯矿物作为捕收剂K64的作用对象。使用紫外光谱仪进行测试研究,得到不同浓度捕收K64的吸光度,从而获得其标准曲线y=0.654x+0.0226其中R2=0.99694。在此基础上进行了捕收剂K64与辉钼矿表面吸附等温线模型的研究,分别研究了Langmuir、Freundlich、Temkin三种吸附等温线模型,获得捕收剂K64与辉钼矿矿物颗粒之间的吸附作用可以按照Freundlich吸附等温线模型来进行解释的结论。并对三种不同浓度的捕收剂K64与辉钼矿矿物颗粒表面的吸附动力学进行了计算,分别计算了一级吸附动力学、二级吸附动力学、颗粒内扩散动力学,获得二级动力学模型比一级动力学模型和颗粒内扩散动力学模型更加能准确说明K64与辉钼矿矿物颗粒之间的吸附行为。     

活性炭改性及其对CO2/CH4吸附性能的研究

以活性炭为基础吸附剂,考察不同类型活性炭的吸附性能以及酸碱改性及氧化性改性对活性炭CO2/CH4吸附性能的影响。CO2/CH4的吸附性能通过变压吸附装置所得的穿透曲线评价。结果表明：煤质活性炭对CO2/CH4的吸附分离效果最好;对于改性活性炭,质量分数为5%双氧水、5%氨水及5%盐酸改性对活性炭的吸附容量均具有较大的提高,其中双氧水及氨水改性活性炭的CO2/CH4分离因子也有明显的提高。     

活性炭处理冶炼厂废水的基础研究

本文对活性炭处理冶炼厂废水进行了研究，筛选了活性炭种类，测定了吸附等温线及吸附动力学曲线，并根据细孔扩散模型计算出颗粒内液相有效扩散系数Ｄｉ为１．３３×１０＾－７ｃｍ＾２／ｓ。     

高锰酸钾改性对颗粒活性炭吸附Cu2+的影响

采用KMnO₄溶液在回流状态下对颗粒活性炭进行了改性。考察了KMnO₄ 溶液浓度对Cu²⁺吸附率-pH曲线及pH的影响,并研究了KMnO₄ 改性对颗粒活性炭吸附和解吸Cu²⁺性能的影响。结果表明,KMnO₄ 改性使颗粒活性炭对 Cu²⁺吸附率-pH曲线及pH向低pH偏移。当KMnO₄溶液浓度为0.03 mol/L时,改性颗粒活性炭效果最好;KMnO₄ 改性提高了颗粒活性炭对Cu²⁺的吸附速率,使其投加量节省约3倍;Cu²⁺在改性及未改性活性炭上的吸附遵循Freundlich等温吸附方程,在相同Cu²⁺平衡浓度下,KMnO₄改性活性炭对 Cu²⁺的吸附量提高约 2.7倍;使用 0.35 mol/L的HCl溶液作解吸液,Cu²⁺从KMnO₄改性活性炭上的解吸率为 91.1%,而Cu²⁺从未改性活性炭上的解吸率仅为8.8%。KMnO₄ 改性提高了颗粒活性炭从水中吸附重金属离子的能力,并促进了其解吸再生性能。     

CH4 /N2 在炭分子筛上的吸附动力学

测定了253～333 K下CH₄和N₂纯组分在炭分子筛颗粒上的吸附动力学数据及CH4和N2纯组分及其混合体系333 K下在炭分子筛固定床上的穿透曲线,选择Fick扩散模型对数据进行了模拟。结果表明：吸附初期N₂的扩散系数大于CH₄,此时吸附剂优先吸附N₂;炭分子筛固定床表现出对N2的优先吸附选择性,可以实现出口直接富集CH₄的目的,且CH₄浓度要求在99%以上时,收率可达75.6%。     

微波辐照再生载硫活性炭的机理及其动力学

在微波再生试验台上进行化学吸附SO2后活性炭的再生实验,通过再生产物的分析揭示再生机理并进行动力学分析。结果表明：微波场中活性炭升温速率快,而且终温较为稳定;载硫活性炭微波再生出口气体成分有SO2,CO2,CO等气体,再生反应的本质是H2SO4与C的反应;再生气体中SO2峰值出现之前,主要发生再生反应,峰值之后,再生气体中部分CO2和CO来源于吸附过程中形成的活性炭表面含氧官能团的分解。再生反应的主区域内反应级数为1.55级,与微波功率无关;随着微波功率的增加,反应速率常数逐渐增加。由Arrhenius方程得出再生反应的表观活化能Ea为46.0 kJ/mol,指前因子为7.357 s -1。     

捕收剂AY作用下不同粒级石英浮选动力学模型研究

通过单矿物浮选试验, 研究了pH=4.0时、阳离子捕收剂AY作用下不同粒级石英上浮率随浮选时间的变化规律, 并采用6种浮选动力学模型进行了拟合。结果表明, 石英粒度越细, 极限上浮率和浮选速率常数越小; 增大捕收剂AY浓度, 石英极限上浮率和浮选速率常数提高, 这与捕收剂吸附密度和颗粒与气泡碰撞、粘附概率有关。该石英的浮选过程符合一级动力学模型, 其拟合优度R²可达0.98以上。     

不同水分煤样吸附甲烷的极限吸附量预测

以大佛寺4#不粘煤样为研究对象,进行4#不粘煤空气干燥基样和平衡水分样等温吸附实验,计算吸附势和吸附空间,得出吸附特征曲线,以期预测大佛寺4#不粘煤层中煤层气资源/储量,验证吸附理论的可靠性。实验结果显示:对于同1种煤样,吸附势与环境温度无关系,煤中水分大小对吸附势影响较大;实验进一步证明煤-甲烷分子之间作用力主要为色散力,吸附过程为物理吸附;根据吸附特征曲线计算所得极限吸附量与常规Langmuir方程拟合所得结果十分相近,初步证明吸附特征曲线所得极限吸附量预测煤吸附甲烷最大能力、预测煤层气资源/储量是可行的方法。     

活性焦干法联合脱硫脱硝的正交实验

采用正交实验,结合SEM和XPS等表征手段,研究了空速、温度、烟气中NO,SO₂的浓度等因素对含氨活性焦硫容和脱硝量的影响.结果表明,NO和SO₂之间存在着竞争吸附,SO₂优先吸附在活性焦上;NO的脱除主要是NO和NH₃的催化还原反应,SO₂的脱除是活性焦的直接催化和部分硫铵的产生;影响脱硫脱硝的主要因素是反应温度;最佳工艺条件是：空速4 500 h^-1、温度130 ℃、NO与SO₂浓度分别为0.15%和0.10%,此时硫容为152.82 mg/g,脱硝量为57.88 mg/g.     

表面改性对煤基活性炭及其甲烷吸附性能的影响

对活性炭进行氧化改性,用Boehm滴定法、TPD-MS和N 2 吸附方法对其进行表征,得出活性炭表面含氧官能团的种类和数量,研究含氧官能团对煤基活性炭吸附甲烷性能的影响。Boehm滴定结果表明,改性后活性炭上的含氧官能团含量显著增加,尤其是羧基的含量。采用高斯分峰法对TPD数据进行分析,和Boehm滴定结果一致。N 2 吸附表明,氧化处理对活性炭的孔分布和比表面积有一定的影响。吸附实验表明改性后活性炭对甲烷的吸附能力明显降低。此外,孔结构的变化对甲烷吸附量的减小起次要作用。     

动态图像法测量煤样粒度粒形研究

选取云南何兴煤矿煤样,用动态图像法测量了1~3 mm煤样8份,每份20 g。实验发现:动态图像法测量粒度分布实验重复性好,测量数据可信度较高;费雷特最小直径、最大内切圆直径按颗粒数量统计基本一致;实验测定煤样煤颗粒粒径分布接近于对数正态分布,平均粒径为1 217μm,分布左偏;煤样随着颗粒的增大,颗粒的形状越不规则,导致按颗粒数量、颗粒投影面积、颗粒体积的统计差距较大;煤样的椭圆率分布曲线近似正态分布,圆度分布右偏较大;随着粒径的增大,粒形变化越大,研究煤样的吸附解吸等特性时需考虑粒形的影响。     

大洋多金属结核吸附SO2的研究

采用动态吸附柱研究了大洋多金属结构矿对废气中的ＳＯ２的吸附,考察了ＳＯ２浓度、废气流速、吸附温度及时间对吸附效率的影响。结果表明,ＳＯ２的最高吸附率可达９９％,１ｇ结核矿吸附ＳＯ２可达０．４５ｇ,吸附后可增重５５％。用３ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ溶液对吸附后的结核进行再生,再生率可达９９％,所得再生母液中的Ｎａ２ＳＯ４质量浓度可达１２０ｇ／Ｌ,再生后的结核矿可以重复使用。     

螺旋分选机动力学分析及参数优化探讨

为了探索螺旋分选机主要结构参数对颗粒运动规律的影响,基于螺旋线的形成特性,利用微元的思想将颗粒在螺旋槽上复杂的受力进行简化,推导出集物料性质、螺旋分选机结构参数为一体的数学模型;以1.0~0.5 mm粒度级的不同密度级粗煤泥为入料,探究了不同密度级颗粒在螺旋分选机出料端沿径向的分布情况,与数学模型分析出的结果进行对比验证,并分析了螺距、流量、螺旋槽内径和槽深等参数对颗粒达运动平衡后径向距离的影响;结果表明:提出的数学模型可以定性分析颗粒在螺旋分选机中的运动行为,颗粒密度越大,其平衡半径越靠近螺旋槽内缘;颗粒达平衡状态后的径向距离随螺距、流量以及内径的减小而减小,随槽深的减小而增加;较小的螺距、较小的内径和较大的槽深有利于粗煤泥的分选。     

瓦斯放散初速度影响因素实验研究

通过实验测定了吸附时间、粒径、水分对瓦斯放散初速度的影响,并运用菲克定律进行了分析,为煤吸附解吸瓦斯机理的揭示提供一定的理论基础。结果表明,在煤样吸附瓦斯饱和前,吸附时间对瓦斯放散初速度影响较大,当吸附饱和后瓦斯放散初速度不再受吸附时间的影响;瓦斯放散初速度随粒径的减小而增大;瓦斯放散初速度随水分的增加而减小。     

煤系高岭岩制取超细氧化铝的试验研究

煤系高岭岩酸浸得到硫酸铝溶液,再采用N1923-P507混合萃取剂除铁、活性炭过滤除硅、共沉淀制取AACH结晶、热解煅烧等步骤,制得高纯超细氧化铝。讨论了用N1923-P507混合萃取剂进行三级逆流萃取时,水相pH值及萃取时间等操作条件对萃铁效果的影响;用TG-DTA研究了前驱物的热解特性,用XRD、TEM表征了AACH及其煅烧产物的物相及粒径;用ICP测定了煅烧产物的纯度。分析结果表明,铁的萃取率达到99.2%;AACH的纯度满足制取高纯超细A l2O3的要求;产品为粒径<70nm、纯度>99.95%的A l2O3。