基于pta生产中挥发性有机物在活性炭上的动态吸附研究

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1、南京工业大学硕士学位论文PTA生产中挥发性有机物在活性炭上的动态吸附研究姓名：王玉红申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘晓勤20030501摘要挥发性有机物的危害受到了人类的重视，对挥发性有机物的处理也有了很大的进展。本文对挥发性有机物的活性炭吸附法进行研究，研究体系是选自于精对苯二甲酸(PTA)生产尾气中含量较多的醋酸甲酯、醋酸和对二甲苯等有机物，主要探讨这三种有机物蒸气在活性炭上的动态吸附行为，为活性炭的有效利用和国产化研究提供基础数据。本文建立了动态配气系统和吸附装置，实验中有机气浓度的定量分析采用气相色谱法测定吸附柱后尾气的相对浓度

2、，而用吸附称重法确定气体的初始浓度。从穿透曲线的形状、穿透时间和穿透吸附量等方面，考察初始浓度、流量和温度等因素对三种有机物在Calgon活性炭上动念吸附行为的影响。在实验测定范围内，初始浓度和流量对吸附过程的影响较大，而温度的影响不明显。文中对双组分体系在Calgon活性炭上的竞争吸附也做了研究，结果显示对二甲苯的吸附能力最强，醋酸次之，醋酸甲酯的吸附能力最弱。由动态吸附数据计算得到的醋酸甲酯的平衡数据，用Freundlich方程进行了关联。本文选择三种国内不同产地的活性炭与Calgon活性炭进行了对比实验。在相近的吸附条件下吸附醋酸甲酯，从穿透

3、曲线的形状、穿透吸附量和床层利用率等方面，比较了四种活性炭对醋酸甲酯的动态吸附性能。实验结果显示微孑L分布均匀的Calgon活性炭的吸附性能最好，而分布较宽的活性炭的吸附性能最差，因此可认为活性炭的微孔分布对其吸附性能影响较大。用水蒸汽吹扫和加热通N2气吹扫两种方法对活性炭进行再生，并对两种方法中影响再生效果的因素进行了讨论，水蒸汽的用量影响水蒸汽吹扫法的效果，而加热通N2气吹扫法的影响因素是再生温度和N2气流量。对两组分进行脱附实验发现，醋酸甲酯较易脱附，醋酸次之，而对二甲苯最难脱附。本文建立了基于孔扩散的动态吸附模型，对不同条件下的醋酸甲酯的穿

4、透曲线进行数值模拟，计算结果与实验结果符合较好，说明此动态模型可用于本体系吸附过程的工艺设计和放大。关键词活性炭动态吸附醋酸醋酸甲酯对二甲苯动态吸附模型ABSTRACTMuchattentionhasbeenpaidtotheharmfulsubstances，asVolatileOrganicCompounds(VOCs)，topreventhumanbeingsandtheenvironment．Inthisthesis，theadsorptionofVOCsonactivatedcarbons(ACs)wasstudied，wheretheV

5、OCsweremethylacetate，acetateacidandp-xylenefromtheexhaustedgasofpureterephthalicacid(PTA)production．TheresearchmainlyfocusedonthedynamicadsorptionperformanceofthreeorganiccompoundsonACs．Dynamicgas—mixingandadsorptiondeviceswerebuiltinthisthesis．Gaschromatographywasusedforthequ

6、antitativeanalysisoforganicgases，withtheinitialgasconcentrationdeterminedbytheweightingofadsorptioncolumn．Theeffectsofconcentration，flowandtemperaturetotheadsorptionperformancefortheVOCsonCalgonACwereinvestigatedfromthebreakthroughtime，adsorptioncapacityandshapeofbreakthroughc

7、urve．Thecompetitiveadsorptionofbinarygaseswasalsostudied．Theresultsshowedthattheadsorptioncapacityofp-xyleneonCalgonACwasmorethanthatofacetateacidwhilemethylacetate、,vastheleast．ThedynamicequilibriumdataofmethylacetateonCalgonACcouldbecorrelatedbyFreundlichequation．Inthethesis

8、，threekindsofhomemadeACswerecomparedwithCalgonAC．Undercompara