穿透曲线法获取固定床吸附器的传质扩散系数

研究了煤质活性炭对不同浓度苯酚溶液的吸附，应用固定床吸附动力学模型、非线性回归固定床吸附流出曲线数据，获得了酚类在活性炭上的扩散传质系数。结果发现，酚类的表面扩散系数ＤＳ强烈地依赖于入口酚的浓度，随着酚浓度的升高，表面扩散系数增大。采用上述扩散系数理论预测了其他操作条件下的流出曲线，结果表明实验曲线与预测曲线相符甚好，穿透曲线法能可靠地获取液固吸附过程的吸附扩散系数，为吸附工程设计提供有益的帮助     

低浓度三氯乙烯活性炭吸附净化及数值模拟

对低浓度三氯乙烯在活性炭固定床中的吸附净化作了系统研究。测定了三氯乙烯-空气-活性炭系统吸附等温线及在40×120mm活性炭固定床中穿透曲线;建立了三氯乙烯活性炭固定床吸附数学模型并用此预测了穿透曲线,实验与计算结果对比表明模型预测与实验结果吻合良好。     

煤沥青基球形活性炭苯酚吸附动态研究

本文采用煤沥青制备了吸附性能良好的球形活性炭，并用动态法研究了苯酚在其上的吸附，获得了苯酚—活性炭体系的吸附等温线及传质扩散系数，这些参数被用于理论预测固定床吸附器的苯酚吸附流出曲线，结果表明实验结果能与理论预测相符甚好，动态法研究吸附能获取对吸附工程设计有益的设计参数。     

数值积分法求解低浓度甲苯固定床吸附数学模型

在低浓度范围用直接积分法代替龙格库塔法求解活性炭固定床吸附甲苯蒸气数学模型,预测结果与实验结果比较表明,计算结果与实验结果吻合良好,所建模型可用于低浓度范围内预测其它情况下的穿透曲线     

SO_2在活性焦固定床上的吸附性能

在120℃恒温条件下,在活性焦固定床上测定SO2的吸附等温线和动态吸附穿透曲线。采用Langmuir吸附方程拟合,得出饱和吸附量qm=0.072 g/g和Langmuir常数K=0.629 m3/g。根据穿透曲线的形状分析传质机制,建立了吸附过程的数学模型,并用COMSOL Multiphysics软件进行数值求解。模拟结果与试验值吻合良好,表明所建立的模型可用于预测其他条件下的穿透曲线。     

活性炭流化床对VOCs的吸附条件及吸附边界曲线的研究

对球形活性炭流化床在VOCs吸附过程中吸附条件的选择进行了分析研究,分别探究了进气浓度、气体流速、床层高度、床层数对流化床吸附性能的影响。并且进一步比较了流化床和固定床对丙酮、乙酸乙酯、对二甲苯的吸附,得到不同的固定床-流化床吸附条件边界曲线,该边界曲线将吸附条件坐标系划分为2个区域,固定床和流化床分别在对应的区域内达到更好的吸附性能,并通过实验验证了该理论的正确性。边界曲线与VOCs的性质有关,极性越大流化床的操作范围越小。     

边流效应对固定床吸附器穿透曲线的影响

在半工业吸附装置上实验研究了边流效应对固定床吸附器穿透曲线的影响,建立了非定态二维数学模型描述这种影响．实验结果表明,在床径／粒径比为90时,固定床内边流效应对穿透曲线影响仍很大,中心与壁面穿透时间相差可达4h,模型预测结果表明,实验结果与预测结果能很好吻合．     

活性炭吸附脱硫固定床反应器研究

在原油储运过程中挥发的H2S这种恶臭气体不但危害人体健康,还对环境造成很大的污染。文章提出了采用活性炭吸附脱除原油挥发气中H2S的工艺。从理论上探讨了活性炭脱硫机理及固定床内吸附传质动力学,并且建立了活性炭吸附H2S的固定床脱硫反应器数学模型,采用COMSOL Multiphysics软件求解数学模型以预测穿透曲线。同时进行了实验研究,并根据实验数据绘出了穿透曲线,且与模型计算结果进行了比较,二者吻合较好。还进一步探讨了空速、温度和原料气含量对吸附硫容的影响。     

CO在成型催化剂上脱除NOx的反应动力学模型

采用实验和模拟相结合的方法研究了NO_x在固定床反应器中的吸附还原过程。选取商业常用的堇青石和TiO₂为主要的成型催化剂基体材料，以铜铁铈复合型金属氧化物为活性成分，制备了蜂窝成型催化剂，对蜂窝催化剂的吸附性能和脱硝还原活性进行测定。建立了固定床反应器中CO脱除NO_x的反应动力学模型，由于CO法脱硝反应的解耦分解，脱硝反应模型也由吸附模型和还原模型组成。吸附模型由固相和气相的微分质量平衡方程建立，还原模型由一组微分方程组成。通过固定床NO_x吸附曲线和不同温度下NO_x的转化率对模型中的关键参数进行了拟合，得到了CO在成型催化剂上脱除NO_x的反应动力学模型，该模型与实验数据吻合较好。在此基础上，模拟了其他条件下吸附过程的穿透曲线和还原反应的转化率。此模型能较好地揭示CO在蜂窝催化剂上还原NO_x的反应动力学，为CO法成型催化剂脱除NO_x的实验或者工程提供理论指导。     

浸渍活性炭脱除H_2S固定床反应器模型(Ⅱ)──实验研究

实验测定了在不同条件下固定床脱硫反应器的透过曲线,并与应用数学模型的计算出来的结果进行了对照,两者吻合得很好,表明完全可以用本文提出的数学模型及解法来预测固定床脱硫反应器的操作行为．     

醋酸丁酯在活性炭纤维床层中的穿透曲线

研究了醋酸丁酯在活性炭纤维床层中的吸附过程 ,获得吸附速率方程和 Freundlich吸附等温方程的吸附级数、吸附平衡常数。将吸附速率方程、吸附等温方程与物料衡算相结合预测了其他条件下的穿透曲线。预测曲线与实验结果符合得较好。     

噻吩在Cu+-13X上吸附平衡和动态数据测定

对噻吩在Cu -13X分子筛上的吸附平衡和动态数据进行了测定。对噻吩的吸附平衡数据用Langmuir模型进行拟合,得到了303、323 K下噻吩在Cu -13X上的饱和吸附量分别为232.86、74.78 mg/g;采用固定床测定了不同停留时间及不同初始浓度下的动态透过曲线,结果表明,在透过点以前动态吸附可以实现噻吩的零含量,缩短停留时间和增加初始浓度会影响吸附的透过曲线,实验结果为吸附工艺设计提供了一定的基础数据。     

浸渍活性炭脱除H_2S固定床反应器模型(Ⅱ)──实验研究

实验测定了在不同条件下固定床脱硫反应器的透过曲线，并与应用数学模型的计算出来的结果进行了对照，两者吻合得很好，表明完全可以用本文提出的数学模型及解法来预测固定床脱硫反应器的操作行为．     

固定床不同床深下的米格列醇离子交换性研究

为考察米格列醇在固定床树脂不同堆积高度下的离子交换吸附行为,采用称量不同量的D001树脂装入离子交换柱中,通过固定床堆积高度的改变,在上样液流速和浓度固定前提下研究米格列醇溶液与树脂间的离子交换规律性,并结合床深服务时间(BDST)模型对此条件下固定床透过曲线进行分析评价。结果表明:固定床堆积高度的增加,提高了树脂与米格列醇溶液间的接触时间和树脂总的可交换离子数,有利于离子交换过程的进行,树脂的吸附质量和吸附率都得到了相应提高,堆积高度的增加使饱和点时间变长,吸附效率变小;对固定床透过曲线进行BDST模型拟合分析,结果表明:该模型与实验值间具有很高的相关系数,计算的相关参数间差异很小,对于该离子交换体系,表明BDST模型能很好地应用于该体系的离子交换吸附过程。     

沸石ZSM-5吸附回收低浓度煤层气中CH_4

利用高硅疏水性沸石ZSM-5吸附回收低浓度煤层气中的甲烷,对其吸附平衡、吸附动力学以及真空变压吸附分离过程进行了理论和实验研究。通过重量法和穿透曲线法测定了CH_4/N2单组分及双组分的竞争吸附平衡数据,并采用Multisite Langmuir吸附等温线模型对其进行拟合。结合CH_4和N2稀释穿透曲线实验数据和等温无动量损失的双分散二级孔结构扩散模型,获得CH_4和N_2在沸石ZSM-5上的微孔扩散系数。建立并求解包含质量、动量及能量传递的固定床吸附分离模型方程,预测了CH_4和N2在沸石ZSM-5上的竞争吸附穿透曲线。进一步采用ZSM-5吸附剂填充床单柱四步真空变压吸附实验考察了进料浓度、进料流速、进料时间以及吹扫比对分离效果的影响。结果发现沸石ZSM-5对CH_4具有较好的选择性,沸石晶粒内的微孔扩散为吸附速率控制步骤,真空变压吸附工艺可将模拟煤层气中20%的CH_4提纯至31%~41%,回收率为93%~98%。     

4A分子筛脱除四氢呋喃中微量水的研究

本文对四氢呋喃中微量水在4A分子筛上的吸附进行了研究。对该体系的吸附平衡数据进行了测定,并用Langmuir、Freundlich模型进行拟合且吻合较好;采用Crank单孔模型对测定的吸附动力学数据进行拟合,求取了不同温度下的扩散系数并计算了水在4A分子筛上吸附的活化能Ea=27.36kJ.mol-1;采用固定床测定了不同床层高度、不同流量及不同初始浓度下的动态透过曲线;实验结果为吸附工艺设计提供基础数据。     

SO_2在活性炭床层中的透过曲线

SO_2在水蒸气和氧共存的条件下与活性炭接触将发生催化氧化反应变为硫酸蓄积在活性炭内部.SO_2在活性炭上的吸附是一种特殊的操作过程,既不同于纯粹的物理吸附又不同于固定床操作.因此,用于这类反应器设计的方法也有所不同.本文建立了计算化学反应存在下吸附现象透过曲线的基本方程式,采用微分反应器进行了吸附等温线和反应速率方程式的测定,并以积分反应器对床层出口处浓度变化进行了检验．本文还对透过曲线的几何形状,床层内部透过曲线随时间的移动和床层出口透过曲线进行了预测．     

活性炭纤维吸附填充床突破曲线预测(Ⅱ)实验及模型的验证

实验测定了活性炭纤维填充床吸附水中微量铅离子的突破曲线和吸附等温平衡数据,研究了活性炭纤维填充床的吸附性能。应用活性炭纤维吸附填充床突破曲线的精确解和两种近似解对实验数据进行了模拟。结果表明,本实验条件下理论计算值与实验数据均吻合较好;简单、计算速度快的拟对数概率密度函数近似解适用于模拟活性炭纤维填充床突破曲线;由突破曲线实验数据可方便准确地估算平衡常数;活性炭纤维吸附填充床内轴向弥散对突破曲线有较大影响,是不可忽略的因素。     

对二甲苯在活性炭固定床上的吸附动力学

研究了对二甲苯在活性炭固定床上的吸附动力学。考察了初始浓度、气体流量、床层长度等因素对吸附透过曲线的影响。同时,采用Yoon—Nelson模型对吸附透过曲线进行线性回归分析。实验结果表明,随着初始浓度的增大,透过时间缩短,吸附量增大：气体流最对透过曲线的形状影响不大：床层长度基本不影响透过曲线;Yoon-Nelson模型可以较好的模拟固定床吸附过程。     

硫醇在活性炭固定床上的动态分析

本文以制药工业生产过程中逸出的硫醇蒸气为对象,进行活性炭固定床净化过程实验测定和动态分析。对SP-2308气相色谱仪进行进样系统的改进,用迎头色谱法测定了五种活性炭对硫醇的吸附等温线,研究了硫醇在活性炭床层上的吸附透过曲线,借助Thomas模型和Bessel函数,求得在本实试条件下,硫醇在固气两相中的分配系数以及该床层的传质单元数。设计三个参数进行试验,应用Yoon模型进行参数估值。得到硫醇在活性炭固定床上透过曲线的拟合和低透过浓度透过曲线的预示。