活性炭去除萃余水相中有机相的试验研究

研究用活性炭去除萃余水相中有机相的影响因素及其动态吸附去除效果,并对活性炭的溶剂再生进行考察。结果表明,萃余水相的浊度对活性炭去除萃余水相中的有机相效果有明显的影响。动态吸附去除有机相结果显示:每g活性炭吸附有机相的饱和容量约为96.3mg,穿透点为600倍床体积,饱和点为1 200倍床体积。活性炭的溶剂再生率随着温度升高略有增加,但效果一般,最高再生率约为64%。     

超声波法活性炭再生研究

为了研究超声波再生活性炭时实验条件对再生效果的影响,用甲基橙模拟染料废水,将吸附饱和的活性炭进行超声波再生处理。通过改变超声波功率、再生液的pH值、超声处理时间和芬顿试剂浓度等影响因素,对不同再生条件下再生液的脱色率和碘值进行评价。实验结果表明,超声波再生活性炭时在超声波功率220W、再生液pH=1、超声处理时间120 s和芬顿试剂的浓度为6.0 mmol/L的条件下,再生效果最好。     

煤制活性炭工艺及吸附性能研究

以黑龙江煤制备活性炭,用正交试验法,考察原料煤种、碱炭比、活化温度、活化时间等因素对活性炭碘吸附值的影响,筛选出适宜煤种并获得了较适宜工艺条件:经酸洗脱灰的勃利煤,活化温度900℃,炭活化时间110 min,碱炭比5/1为最佳试验条件。在此条件下所得活性炭的碘吸附值已达2012 mg/g,比表面积达到1847 m2/g,其对水溶液中苯酚的吸附动力学研究结果表明,活性炭对苯酚的吸附符合二级吸附动力学模型,二级吸附速率常数k2为7.648×10-3g/(mg·min-1)。     

再生润滑油吸附除臭的实验研究

以活性白土、分子筛、硅胶和活性炭为吸附剂,对再生润滑油进行吸附除臭处理;比较了用吸附剂直接吸附除臭和先絮凝再吸附除臭2种方法对再生润滑油的除臭效果,考察了影响絮凝、吸附的各种因素。结果表明,先絮凝再吸附,效果均较直接吸附除臭有明显的提高,活性白土、硅胶和活性炭的除臭去除率均可达96%以上,分子筛的除臭去除率也可达87%以上;最佳絮凝条件:温度80℃、150mL再生润滑油所需2种絮凝剂用量分别为3.7g和1.3g;最佳吸附条件:吸附温度为70℃,吸附时间为5min(分子筛为30min),吸附剂的用量为2g(活性白土为4g),pH值为10。     

煤层气中甲烷/氮气分离用椰壳活性炭的制备

为解决变压吸附法提纯煤层气中甲烷遇到的吸附剂难题,以我国海南产椰壳炭化料为原料,采用二次炭化-水蒸气物理活化工艺制备生物质基活性炭,采用高压电子天平测量了298 K、0～1. 0 MPa下CH_4/N_2在制备得椰壳活性炭上的吸附等温线,利用比表面积和孔径吸附仪测量了活性炭的孔径结构,详细研究了活化工艺参数对CH_4/N_2吸附分离性能及孔隙结构的影响。通过变压吸附装置检验了最佳工艺参数条件下制备椰壳活性炭的CH_4提浓效果。研究结果表明,随着活化温度的提高,平衡分离系数逐步减小,吸附容量逐步增加,最佳活化温度为850℃;平衡分离系数和饱和吸附容量均随水蒸气流量的增加呈先增加后减小的趋势,最佳水蒸气流量为2.0 kg/h;平衡分离系数随活化时间延长先增加后减小,甲烷饱和吸附容量逐渐递增,最佳活化时间为40 min。升高活化温度对孔结构的发育影响显著,比表面积、微孔孔容和总孔容均呈递增趋势,表明升高温度有利于微孔的发育,可制备出微孔发达的活性炭。变压吸附评价结果表明在水蒸汽活化工艺最优条件下制备得椰壳活性炭可将20%CH_4-80%N_2模拟煤层气中的CH_4体积分数提高到48. 3%,提浓幅度大于25%,回收率为80.58%,产能达到108.82 m~3/(t·h);同时,该吸附剂对中高浓度煤层气也具有较好的分离效果,体现出较好的分离性能。     

考虑多场耦合的活性炭再生过程数值仿真计算

针对目前活性炭再生过程中的温度场、流场、化学反应等仿真计算研究相对不足的现状,基于计算流体动力学（CFD）软件,提出改进的Lagrange方法对颗粒轨迹进行描述,由此考虑温度场、流场以及化学反应等之间的耦合作用,提高了炉内活性炭再生过程的模拟精度。利用改进的Lagrange方法,对某再生炉内活性炭再生过程进行了仿真计算,计算结果表明：活性炭颗粒在炉中的流动速度、停留时间及温度分布均与实际相符,说明使用该方法对复杂的移动床再生炉进行仿真的合理性。     

磷酸活化制备废筷子活性炭及其对硫醇吸附的研究

废筷子采用磷酸活化法在不同操作条件下制备得到各种活性炭。分别研究了磷酸活化法制备活性炭的主要操作参数,如浸渍比、磷酸浓度、活化温度和活化时间对活性炭收率和活性炭对碘的吸附值的影响。实验结果表明,在最佳工艺条件:磷酸浓度70%,浸渍比2.5:1,活化温度500℃,活化时间60min下,所制得活性炭的碘吸附值为885.23mg/g。另外,实验测定了废筷子采用磷酸活化法制备的活性炭对硫醇的吸附性能。结果发现活性炭的碘吸附值越高对硫醇的吸附效果越好。     

活性炭滤柱去除有机污染物的性能研究

采用压块破碎炭和原煤破碎炭2种形式的活性炭滤柱对碘和亚甲基蓝进行静态和动态吸附试验,探究不同形式的活性炭滤柱对于有机污染物的去除性能,通过静态吸附和动态吸附2种不同的吸附试验,考察制备的破碎炭对有机污染物的吸附性能,结果表明:活性炭对有机物的静态吸附量与活性炭对碘或者亚甲基蓝的静态吸附值一致;压块形式的破碎炭较原煤破碎炭滤柱对有机物的动态祛除效果有很大程度上的提高。通过活性炭对碘和亚甲基蓝的吸附试验,能够有效地对有机污染物的吸附特性进行评价。     

由菱镁矿制备高纯氧化镁的工艺研究

以菱镁矿煅烧制的得轻烧镁为原料，经消化、碳酸化制得碳酸氢镁溶液，采用活性炭为吸附剂脱除钙、铁等杂质，再热解、煅烧制得高纯氧化镁。研究了吸附温度和接触时间等因素对活性炭吸附除铁的影响，以及酸用量和时间对活性炭再生的影响。结果表明：在20℃下，吸附反应80min，最终的氧化镁产品中MgO含量大于99．5％，CaO含量小于0．09％，Fe含量小于0．05％；时间对再生效果影响甚微，活性炭再生效果良好，可以重复利用，为制备各种高纯氧化镁提供了一条新途径。     

超声波强化酸洗黄金吸附炭试验研究

针对目前黄金吸附炭酸洗后炭碘值恢复率低、吸附效果差的问题,研究了将超声波引入到黄金吸附炭酸洗再生过程中强化炭酸洗再生,对比了直接酸洗和超声波辅助酸洗的效果,考察了超声波功率、频率、酸洗时间、硝酸浓度、酸洗介质对黄金吸附炭酸洗再生的影响,并对2种方法酸洗后的活性炭进行吸附对比试验。试验结果表明:在其他条件相同的情况下,炭酸洗过程中引入超声波可以提高炭酸洗效果;超声波功率、频率、硝酸浓度、酸洗时间对黄金活性炭湿法再生影响较大,尤其在添加乙醇为辅助剂的情况下,酸洗效果更明显;该方法为黄金吸附炭湿法再生提供了一种新方法。     

基于活性炭从煤层气中分离甲烷

为探索不同工艺条件下活性炭204-Ⅱ用于从煤层气中分离CH4的效果,在温度253.2~313.2 K、压力0~0.8 MPa,采用容积法测试CH4,N2纯组分在活性炭204-Ⅱ上的吸附平衡,并在293.2 K、0.1~0.5 MPa进行CH4,N2纯组分及其混合体系在活性炭204-Ⅱ固定床上的动态穿透曲线两塔变压吸附分离试验。采用Langmuir-Freundlich模型描述纯CH4,N2在活性炭204-Ⅱ上的吸附等温线,分析不同温度和压力条件下CH4对N2的吸附选择性,明确降低压力和升高温度可以提高CH4和N2的吸附平衡差异。通过动态微分模型对CH4,N2纯组分的固定床穿透曲线进行理论模拟并计算得到传质系数,结果表明,二者传质系数基本相等,确定了CH4和N2在活性炭上的分离是基于吸附平衡差异的机理。低浓度的煤层气通过一步变压吸附过程的分离效果有限,CH4含量为20.13%和47.46%的煤层气可分别提纯至39.83%和71.38%,不同操作压力下的提纯效果接近(0.1~0.5 MPa)。     

活性焦催化氧化脱除低温烟气中NO的性能及机理

随着国家环保标准越来越严格,针对典型燃煤工业锅炉排烟温度低,烟气量小特点,为了满足烟气NOx超低排放要求,催化氧化脱硝是理想的技术。为了研究活性焦催化氧化脱除低温烟气中NO的性能及机理,利用固定床反应装置研究70~110 ℃低温烟气活性焦催化氧化脱硝过程,考察温度、烟气中O2对脱硝的影响。此外,通过解析活性焦77 K条件下N2吸/脱附等温线获得其孔径分布及比表面积、利用XPS表征活性焦炭基质及表面化学特性、应用TPD获取反应前后活性焦升温脱附曲线,研究活性焦催化氧化脱硝及活性焦热再生机制。结果表明:70~110 ℃内,温度越低活性焦催化氧化脱硝的性能越好;活性焦催化氧化脱硝初始阶段,逸出的少量NO2来自于NO和活性焦表面多聚芳环边缘的碱性含氧官能团C〖CDS1〗O反应;活性焦表面酸性含氧官能团抑制NO的吸附,而炭基质多聚芳环是构成炭基质的主要物质,其π键提供电子促进催化脱硝;无O2条件下NO作为电子受体占据吸附位,O2存在时由于O2获得π键提供的电子形成反应中间体,与NO生成NO2。活性焦催化氧化NO最终可达到低温烟气脱硝的目的,然而,由于活性焦中碳的还原作用,热再生并不能将活性焦催化氧化生成的NO2脱附,而是以NO的形态伴随着CO2脱附下来。     

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。     

饮用水深度处理用煤基活性炭吸附性能表征

活性炭是臭氧-生物活性炭(O3-BAC)饮用水深度净化工艺中的核心材料,准确评价活性炭的吸附性能是活性炭选型的基础.本研究采制我国4种典型商品煤基活性炭样品,同时选取一种木质炭作为对比,测定炭样的碘值、亚甲蓝值、焦糖脱色率等常规吸附性能指标以及对丹宁酸(TA)和腐殖酸(HA)的静态吸附容量;用快速小柱实验(RSSCT)...     

硝酸改性活性炭的制备及其对Cu2+的吸附性能

以不同浓度的硝酸对活性炭进行改性,用BET氮吸附法和Boehm滴定法对改性前后的活性炭进行了表征,并比较了改性和未改性活性炭对模拟含铜废水的处理效果。结果表明：经过硝酸氧化改性的活性炭比表面积有所增大,含氧官能团总量明显增加,因而对水中Cu²⁺的去除率大为提高;在常温、自然pH、活性炭用量为5 g/L、吸附时间为180 min的条件下处理浓度为10 mg/L的模拟含铜废水,经浓度为10%的硝酸改性的活性炭对Cu²⁺的去除率在70%以上,经浓度为70%的硝酸改性的活性炭对Cu²⁺的去除率接近90%;Langmuir等温吸附模型可较好地描述硝酸改性活性炭对Cu²⁺的等温吸附行为。     

改性活性炭的制备及吸附亚甲基蓝研究

分别采用HNO_3、NaOH、HNO_3与NaOH联用对活性炭进行表面化学改性,考察了投加量、pH值及温度对亚甲基蓝去除率的影响,并对吸附过程进行动力学拟合。结果表明,HNO_3与NaOH联用改性活性炭(YH-C)表面具有较多的碱性基团、酸性基团和内酯基含量,而酚羟基含量很少。活性炭投加量越大,溶液pH值和温度越高,对亚甲基蓝去除效果越好。不同温度和不同pH值下活性炭吸附亚甲基蓝的过程分别符合拟一级动力学方程、二级动力学方程。红外光谱表明,YH-C保留了未改性活性炭的基团,只是峰强度有所不同。     

亚烟煤低温氧化元素迁移规律及原位红外实验

基于动力学与热力学理论,研究了煤升温过程中C,H,O,N,S五种基本元素的迁移转化规律,同时根据红外实验分析了煤中主要官能团变化趋势。结果表明,煤样在物理吸附和化学吸附阶段,碳氧化合物变化占主导地位,在化学反应阶段,碳氢化合物和含氮化合物变化频率超过碳氧化物。低温氧化过程中,H元素的表观活化能最小,N元素表观活化能最大,而O,S元素的表观活化能为负值,C,H,N元素迁移过程为吸热反应,O,S元素转化过程是放热反应。煤中脂肪族C—H在煤温上升的过程含量逐渐降低。煤中COOH含量与总体的C=O含量变化趋势一致,当温度超过120℃以后,两者含量逐渐增加,此外对煤低温氧化过程涉及到的化学反应步骤也进行了研究推导。     

焦炉前反馈热工控制系统运行实践

焦炉生产是典型的大惯性、非线性、时变快的复杂系统，以“火落温度”为基础的焦炉前反馈热工控制系统，通过立火道温度自动测量与人工测温相关性分析、粗煤气温度测量与火落判断、标准温度的优化等运行实践，达到了自动火落时间判断、标准温度指导、加热和燃烧优化、高低温炉号判别等目的，对于稳定炉温、降低回炉煤气消耗、提高焦炭质量以及推进焦化企业技术进步具有重要意义。