吸附脱除二氧化碳中微量苯的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文吸附脱除二氧化碳中微量苯的研究姓名：李玉雪申请学位级别：硕士专业：工业催化指导教师：张永春20090601大连理工大学硕士学位论文摘要二氧化碳排放所引起的温室效应已引起全球关注，因此回收利用二氧化碳具有重要的科学意义和应用价值。但是，首先需要解决的问题是二氧化碳的分离与净化。二氧化碳气源中的苯是一种致癌物，在生产食品级二氧化碳过程中，必须将其深度脱除。本文针对二氧化碳气源中存在的苯杂质，采用常压流动吸附固定床，研究了深度脱除二氧化碳中苯的吸附剂。考察了多种吸附剂对二氧化碳中微量苯的吸附性能。实验结果表明：

2、活性炭因其特殊的石墨结构、较大的比表面积和孔容积，对苯具有最高的吸附容量。并详细考察了气体流量、吸附剂颗粒度及预处理等吸附条件对穿透曲线、吸附量、未利用床层高度(LUB)和床层利用率(Q)的影响。对活性炭进行氧化改性、N2改性和负载金属离子改性处理，详细考察了氧化剂种类、氧化剂浓度、N2改性温度以及时间等因素对活性炭脱除苯的性能的影响。实验结果表明：N2改性能够提高活性炭的吸附性能，其中处理温度为300℃、处理时间为3h改性的活性炭对苯的吸附量最大，而氧化改性和负载铜离子改性不利于活性炭对苯的吸附脱除。活性炭对苯的吸附依赖于特殊

3、的石墨结构、较大的比表面积、丰富的微孔以及呈非极性的表面性质。苯的深度脱除不仅要求吸附剂具有较大的吸附容量，还要与苯有较强的结合力。以NaY和AgNaY分子筛对苯进行吸附脱除，并对其进行热脱附曲线及热重分析，发现NaY对苯具有较高的吸附容量外，还与苯能形成较强的作用力，有利于苯的深度净化。AgNaY在NaY分子筛基础上引入了Ag+吸附中心，与苯在合适温度下可以形成络合吸附，提高NaY对苯的吸附量。最后考察了再生温度、再生时间和再生次数等再生条件对活性炭及NaY分子筛吸附性能的影响。实验结果表明：气体热再生法对活性炭和分子筛均有较

4、好的再生效果，吹扫气为N2或C02，再生时间为180min时，活性炭和NaY分别在150℃和250℃下基本完成再生。关键词：二氧化碳；苯；活性炭；吸附吸附脱除二氧化碳中的微量苯的研究AdsorptiveRemovalofTraceAmountofC6H6fromC02AbstractGreenhouseeffectcausedbyCarbondioxide(c02)emissionshasattractedglobalconcem．ItiSemergenttoreducetheemissionsormakegooduseofit

5、．However，C02separationandpurificationfromthecarbonsourcespreventtheprocess．C6H6hasbeenrecognizedasoneofhumancarcinogens，henceitisnecessarytormoveitcompletelywhenproducingfood-gradeC02．ThepurposeofthisstudyistodevelopefficientadsorbentsforC6H6removalfromC02stream．Thea

6、bilitiesofdfferenttypesofadsorbentshavebeeninvestigatedaccordingthecontentofadsorptioncapacityofadsorbent．ResultsshowedthatactivatedcarbonasthebestadsorbenthasthehighestadsorptioncapacityfortheremovaloftraceamountC6H6fromC02becauseofitsspecialgraphitestructure，highsu

7、rfaceareaandmicroporevolume．Theeffectofthegasflowrate，adsorbentparticlesizeandpre-treatmentontheadsorptionbreakthroughcurve，adsorptioncapacity，LUB(equivalentlengthofunusedbed)andQ(utilizationrateofbed)wereinvestigated．ActivatedcarbonWasmodifiedwiththreemethods：oxidiz

8、ingmodification，deoxidizingmodificationandmetalionsmodification．Adsorptionperformancesofallkindsofmodifiedactivatedcarbonswereevalu