活性炭等温吸附SO2的研究

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1、中图分类号造iluDc缢硕士学位论文学校代码!Q§3三密级公珏活性炭等温吸附S02的研究IsothemalAdso叩tionofSul如rDioXideonActivatedCarbon作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：黄贵杰供热、供燃气、通风及空调工程空气品质与空气污染控制能源科学与工程学院李立清教授论文答辩日期j必答辩委员会主席弛中南大学2013年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研

2、究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：篓益友日期：上“L年—上月上日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。活性炭等温吸附S02的研究摘

3、要：本文选用4种商业活性炭作为脱硫吸附剂，采用孔径分析仪、扫描电镜、傅里叶红外光谱与Bohem滴定测试活性炭孔隙结构与表面官能团。以S02／02／N2／H20为模拟烟气，进行固定床等温吸附实验。研究固定床工艺参数对SO：吸附性能的影响，关联分析活性炭物性与S02吸附量的关系，分析活性炭吸附S02的吸附动力学和吸附平衡，建立活性炭固定床传质模型。主要研究内容及结论包括：(1)考察固定床工艺参数对S02吸附性能影响。结果表明：穿透时间及S02吸附量随着相对湿度的增大而增加。粒径减小时，穿透时问和SO：吸附量增大。进气浓度增大时，穿透曲线变陡，穿透时间

4、指数下降，S02吸附量在低浓度区增加明显。吸附温度增大时，穿透曲线变陡，穿透时间和S02吸附量急剧下降。床层高度增高时，穿透曲线变平缓，穿透时间显著增加，吸附量微升。空塔速度增大，穿透曲线变陡，穿透时间减小，吸附量增大。(2)关联分析活性炭物性与S02吸附量的关系。结果表明：次微孔孔容、微孔孔容和微孔比表面积与吸附量存在明显线性相关，超微孔存在不利于S0：吸附。活性炭孔隙结构对吸附量影响大小为：次微孔孔容>微孔孔容>微孔比表面积>总比表面积>总孔容>超微孔孔容。吸附量随着酸性官能团的增加而减小，随着碱性官能团的增加而增大，碱性官能团对S02吸附有

5、促进作用。(3)分析活性炭吸附SO：的吸附动力学和吸附平衡。结果表明：动力学模型非线性拟合效果为：Ban曲am模型>Lagergren模型>Ho模型>Elovich模型。吸附等温线线性拟合效果为：Redlich—Peterson>Freundlich>Langmuir-1>Lallgmuir-2>Langmuir-3>Langmuir-4；而非线性拟合效果为：Redlich．Peterson>Freundlich>Langmuir。Redlich—Peterson和Freun“ch非线性拟合优于线性拟合。(4)建立活性炭固定床传质模型，考察传质系

6、数、温度、浓度和空塔速度对浓度分布的影响。结果表明：模拟值和实验值能较好的吻合。传质系数减小，传质区变宽，浓度曲线变缓。吸附温度和进气浓度增大，传质区移动速度加快；空塔速度增大，传质区由短变长，吸附穿透时间减小；传质系数随吸附温度和空塔速度的增大而增大；进气浓度增大到一定程度时，传质系数不再增加。关键词：活性炭；吸附；孔隙结构；官能团；吸附动力学；传质系数分类号：秽jiIsothemalAdso印tionofSul如rDioxideonActivatedCarbonAbstract：Fourdif．ferentcommercialactivate

7、dcarbonsfACslwereselectedasadsorbentf．ordesul如rization．TheDorestrlJctureofactivatedcarbonwascharacterizedbysurfaceareaanalyzer’andthesurfacefunctionalgroupsonactiVatedcarbonwerecharacterizedbyFouriertransfonnedin仔aredspectroscopy(FTIR)andBoe}蚰titration．Then，usingmesimulatednu

8、egascontainingS02，N2，02andH20asadsorbates，theisotllemaladso嘶ionexper