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苯系物吸附材料的研究进展及发展趋势王帆;邹兵;朱胜杰;张峰;李茹【摘要】苯系物的排放是当前环境污染治理的重点.吸附法是去除苯系物的一种有效方法,而吸附材料的选择尤为重要.对目前研究较多的苯系物吸附材料活性炭、活性炭纤维、沸石分子筛、二氧化硅气凝胶、树脂、污泥黏土等的研究现状进行了阐述,指出由于它们的适用性有限,原料、工艺及成本等问题使其不易大规模推广应用,而活性炭是目前使用规模较大、应用范围最广的一种活化剂吸附材料.今后苯系物吸附材料的发展将趋向于适用性更好的原料及多种方法相结合的处理工艺.【期刊名称】《安全与环境工程》【年(卷),期】2018(025)005【总页数】11页(P80-90)【关键词】苯系物;吸附材料;活性炭;沸石分子筛;二氧化硅气凝胶;树脂;污泥黏土【作者】王帆;邹兵;朱胜杰;张峰;李茹【作者单位】青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛266042;中国石化青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室,山东青岛266071;中国石化青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室,山东青岛266071;青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛266042;中国科学院青岛生物能源与过程研究所公共实验室,山东青岛266101【正文语种】中文【中图分类】X7随着环境质量要求的不断提高以及相关法规的颁布与实施，含苯系物废气处理技术已成为工业应用研究的热点。
苯系物属于芳香烃类化合物，它们是石油裂解或煤焦油蒸馏的产物，为无色透明液体，在室温下具有特殊的芳香味道，为高挥发性、易燃、有毒物质，过度接触会导致人体中毒甚至癌变，对人体健康造成严重的危害，排放到大气中会污染环境。
因此，降低苯系物的浓度和提高其去除率是环境治理和化工生产领域的重要研究内容和研究热点[1]。
治理苯系物最行之有效的方法就是吸附法,而吸附法最核心的研发重点是吸附材料的开发。
目前，国内外学者在苯系物吸附领域研发的吸附材料主要有颗粒活性炭、活性炭纤维、沸石分子筛、二氧化硅气凝胶、树脂、污泥黏土等，但不同类型的吸附材料由于结构特点的不同，使其适用范围各不相同，其中活性炭是目前应用范围最广的一种活化剂吸附材料，也是目前苯系物吸附材料研究的重点。
活性炭纤维吸附去除甲苯综合性实验银玉容;施召才【摘要】选用市售的2种活性炭纤维样品作为吸附剂,在模拟甲苯废气环境中进行了甲苯吸附实验.结果表明：4．9988 g活性炭纤维1＃在甲苯的进气质量浓度为6079 mg/m3时,吸附达到平衡的时间为40 min,甲苯吸附容量为41．85 mg/g；1．7035 g活性炭纤维2＃在甲苯的进气质量浓度为2718 mg/m3时,吸附达到平衡的时间为20 min,甲苯吸附容量为30．90 mg/g.该实验涉及到实验装置的调校、气相色谱仪的使用和表面吸附理论,而且针对生活中的环境问题,能激发学生的实验兴趣,可作为环境类专业的综合实验,巩固学生的理论知识,培养学生的实践能力和创新能力.%Two kinds of activated carbon fiber bought from market were used as adsorptive.The toluene adsorption experiments were carried out in the environment of simulating toluene.The result showed that equilibrium adsorption was established within 40 min,the adsorption capacity reached 41.85mg/g when the initial toluene concentration was 6079mg/m3 and the weight of activated carbon fiber 1# was 4.9988g.For activated carbon fiber 2#,equilibrium adsorption time was 20min,and the adsorption capacity was 30.90mg/g, when the initial toluene concentration was 2718mg/m3 andthe weight of activated carbon fiber was 1.7035g. This experiment involves equipment adj usting,gas chromatograph using and theories of surface adsorption,and aiming at environmental problem in life,it can be used as a comprehensive experiment for students being in environment major,which is beneficial to strengthen students ’ theoretical knowledge and imp rove their practical and innovative ability.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2016(033)006【总页数】4页(P28-30,37)【关键词】综合性实验;活性炭纤维;吸附甲苯【作者】银玉容;施召才【作者单位】华南理工大学环境与能源学院，广东广州 510006;华南理工大学环境与能源学院，广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】X511;G642.0实验教学是培养学生实践创新能力的重要途径。
甲苯在不同孔材料上动态吸附、脱附实验研究的开题报告
一、研究背景
甲苯是一种广泛应用的有机化合物，用于制造染料、塑料、涂料、化妆品等，也是一种常见的工业废水污染物。
随着环境保护意识的日益提高，对甲苯等有机污染物的排放严格限制。
因此，研究甲苯在不同孔材料上动态吸附、脱附过程，有助于进一步掌握其在环境中的行为规律，为处理有机污染物提供参考。
二、研究目的
本研究旨在通过动态实验，探究甲苯在不同孔材料上的吸附、脱附过程及影响因素，为有机污染物的处理提供参考。
三、研究内容
1. 实验设计：选取不同孔径的材料，如活性炭、分子筛等，并分别进行甲苯的吸附、脱附实验。
2. 实验步骤：分别将样品与甲苯加入反应器中，通过一定的时间后，进行样品的脱附实验，记录实验数据。
3. 实验结果分析：通过对实验结果的分析，探讨不同孔径材料对甲苯吸附、脱附过程的影响因素，推导出吸附等温线、动力学等参数，并与已有文献进行对比分析。
4. 实验结论：对实验结果进行分析总结，结合文献，得出甲苯在不同孔径材料上的吸附、脱附规律，为有机污染物处理提供参考。
四、研究意义
本研究的意义在于深入了解甲苯在不同孔径材料上的吸附、脱附过程，有助于为有机污染物处理提供理论支持和实践指导，
促进环境污染治理技术的提升。
五、研究方法
本研究采用动态控制实验方法，通过实验获取数据，分析不同孔径材料的吸附、脱附规律，并通过对比分析确定影响因素，得出甲苯在不同孔材料上的吸附、脱附参数，探究其规律。
六、预期结果
预计通过实验研究，得出甲苯在不同孔径材料上的吸附、脱附等参数，并分析探究不同孔径孔隙对甲苯的吸附、脱附规律，为有机污染物的处理提供理论和实践指导。
活性炭纤维吸附及脱附技术研究程萍(常州大学环境与安全工程学院,江苏常州213164）摘要：活性炭之后出现新一代的吸附材料：活性炭纤维，活性炭纤维的吸附力比颗粒活性炭高几倍到几十倍，吸附的速率也快到近100~1000倍，具有比分布均匀、吸附速度快、杂质少、表面积大、孔径适中、等优点。
本文介绍了活性炭纤维的特征意义、制备技术、脱附技术、发展趋势和应用等方面。
关键词：活性炭纤维；制备方法；脱附技术；应用领域Study on Adsorption and Desorption of Activated CarbonFibersCHENG Ping (SchoolofEnvironmentalandSafetyEngineering,ChangzhouUniversity,Changzhou 213164,China)Abstract：Activated carbon fiber is a new generation of adsorbent after activated carbon. Its adsorption capacity is several to several times higher than that of granular activated carbon and its adsorption rate is 100-1000 times faster. It has the advantages of large surface area, moderate pore size, uniform distribution, fast adsorption, Less advantages. In this paper, the characteristics of activated carbon fiber, preparation technology, desorption technology, development trends and applications.Key words:Activated carbon fiber。
活性炭吸脱附+催化燃烧处理有机废气的系统设计与应用摘要：随着工业化进程的加快，有机废气排放量不断增加，给生态环境造成严重污染。
有机废气中含有大量的有害物质和污染物，主要包括碳烃化合物、苯及苯系物、醇类、酮类、酚类、醛类、酯类、胺类、腈、氰等有机化合物。
对全人类的身体健康和生态环境威胁较大。
因此，对有机废气进行有效处理和净化至关重要。
鉴于此，结合有机废气现状与常用处理方式的优缺点，提出设计活性炭吸脱附+催化燃烧处理有机废气系统的设想。
关键词：活性炭吸脱附；催化燃烧；有机废气引言活性炭吸脱附是一种常见的废气处理方法，可以将废气中的污染物吸附到活性炭表面，达到去除污染物的目的。
但是，活性炭吸附后的污染物需要进一步处理，否则会造成二次污染。
为解决活性炭吸附后的污染物处理问题，本文引入了催化燃烧技术。
催化燃烧是一种将有机物在催化剂存在下进行燃烧的方法，可以将有机废气中的污染物高效转化为无害物质。
催化燃烧具有高效、低温等优点，能解决活性炭吸附后的污染物处理问题。
1活性炭吸脱附+催化燃烧处理有机废气的系统设计原则在系统设计期间，需要在对传统有机废气处理方式优势充分利用的基础上，严格遵循环保性、安全性、经济性原则，保证系统能平稳运行。
（1）环保性。
在系统设计中，应该将环保理念作为导向，尽可能减小对生态环境的影响。
同时，系统要具备高效的处理能力，可以将有机废气中的有害物质彻底去除，保证废气排放标准能达到国家相关标准[1]。
（2）安全性。
系统操作过程要安全可靠，制定防火、防爆等措施，并配备相关安全监测和报警系统。
系统也要具备良好的防护措施，避免有机废气外泄，防止对周围环境造成污染[2]。
（3）经济性。
系统设计应考虑成本效益，包括设备采购、运行维护和能源消耗等方面。
选择适当的活性炭吸附剂和催化剂，以提高废气处理效率，并减少处理成本。
尽可能利用废气中的有价值组分，突出系统设计的经济性。
2活性炭吸脱附+催化燃烧处理有机废气的系统设计与应用2.1 设计思路在本次研究中，以喷涂行业有机废气处理为例，废气的主要成分为甲苯、正丁醇等，废气排放量30000m3/h（工况），非甲烷总烃浓度≤200mg/m3。
活性炭吸附有害气体的研究活性炭是一种具有微孔结构的多孔性吸附剂，具有较强的吸附能力，被广泛应用于空气净化、饮用水处理、工业废水处理等领域。
在现代社会，由于工业化进程加快，汽车尾气、化工废气等有害气体排放也越来越严重，给人们的健康带来很大威胁。
因此，研究活性炭吸附有害气体的能力和机理，对改善环境质量、保护人类健康具有重要意义。
活性炭通过吸附作用能够有效去除空气中的污染物，如臭氧、二氧化硫、二氧化氮等。
其吸附效果主要受活性炭的孔径、比表面积、孔体积等因素影响。
通过调控活性炭的炭化温度、活化方式等方法，可以改变其孔径大小和分布，从而提高吸附效率。
研究表明，活性炭对不同有害气体的吸附效果不同。
例如，对于一氧化碳（CO），由于其分子较小，比表面积大的活性炭更适合吸附。
而对于大分子有机物，如苯、甲苯等，孔径较大的活性炭更具有吸附能力。
因此，在实际应用中，需要选择合适的活性炭种类和处理方式来进行空气净化。
除了孔径大小外，活性炭的疏水性也是影响其吸附性能的重要因素。
疏水性较强的活性炭更容易吸附疏水性分子，如苯、甲苯等，而疏水性较弱的活性炭适合吸附极性分子。
因此，设计制备具有特定疏水性的活性炭材料，对提高其吸附性能具有重要意义。
活性炭的再生和回收也是研究热点之一。
传统的热脱附法虽然可以实现活性炭的再生，但存在能耗高、操作复杂等问题。
近年来，通过改进活性炭表面功能团、引入金属氧化物等方法，实现了活性炭的快速再生和高效回收，从而提高了其重复利用率。
未来，随着环境污染加剧和人们对健康生活的追求，活性炭在环境净化和健康保护领域的应用前景将更加广阔。
通过不断深入研究活性炭吸附有害气体的机理和性能，可以为环境保护和人类健康提供更有效的解决方案。
活性炭的发展前景一片光明，我们有理由相信，通过科学研究和技术创新，活性炭在解决环境问题和保护人类健康方面将发挥越来越重要的作用。
一. 发酵废气处理技术及现状 (3)1. 吸收技术 (3)2. 吸附技术 (3)3. 催化燃烧技术 (4)4. 冷凝技术 (4)5. 膜分离技术 (5)6. 生物降解技术 (5)7. 光催化氧化技术 (5)8. 臭氧分解技术 (5)9. 等离子体法 (6)10. 常用VOCs净化技术比较 (6)二．处理技术 (7)2.1 吸附技术 (7)2.1.1 吸附剂的选择 (7)（1）活性炭 (8)（2）活性炭纤维 (8)（3）硅胶 (9)（4）沸石分子筛 (9)（5）膨润土 (11)2.1.2 活性炭吸附工艺 (12)2.2 催化燃烧技术 (14)2.2.1 催化剂的选择 (14)（1）载体 (14)（2）涂层 (15)（3）活性组分 (15)2.1.2 催化燃烧系统 (17)2.1.3 催化燃烧催化剂评价体系 (18)2.1.4 催化燃烧法特点 (19)2.3 吸附+催化燃烧技术 (19)2.4 低温等离子技术 (21)2.4.1 介质阻挡放电 (22)2.4.2 电晕放电 (23)（1）直流电晕放电法 (23)（2）交流电晕放电法 (23)（3）脉冲电晕放电法 (23)2.4.3 工业化应用存在的问题： (25)低温等离子体与静电吸附耦合 (26)2.5 光催化氧化技术 (26)2.5.1 光催化机理与催化工艺 (26)2.5.2 光催化剂 (28)2.5.3 光催化氧化的特点 (29)2.6 低温等离子+光催化氧化技术 (29)2.7 膜分离技术 (31)2.7.1 膜分离工艺 (31)2.7.2 分离膜材料 (32)2.8 吸收技术 (33)2.9 冷凝技术 (34)附 (35)1 活性炭的吸附 (35)1.1 活性炭吸脱附过程的影响因素 (35)1.2 活性炭的吸附特点 (36)2 活性炭的脱附再生 (37)2.1 热再生法 (37)2.1.1 水蒸气脱附法 (38)2.1.2 热空气再生法 (38)2.1.3微波加热 (39)2.1.4远红外线加热 (39)2.1.5直接通电加热 (39)2.2 微波/超声波再生法 (40)2.3 溶剂置换法 (40)2.3.1 药剂洗脱 (40)2.3.2 超临界流体 (41)2.4 光催化再生法 (42)2.5 Fenton再生法 (43)2.6 电化学再生法 (43)2.7 催化湿式氧化再生法 (44)废水处理脱附再生装置 (44)（1）多层式 (44)（2）回转式 (45)（3）流化床式 (46)（4）移动床式 (47)结语 (48)3 活性炭及部分抗生素发酵废气资料 (49)3.1 按活性炭的形状分类 (49)3.2 按材质分类 (49)3.3 按活性炭的机能分类 (50)3.4 活性炭技术指标 (50)3.4 影响粒状活性炭应用的主要性质 (51)3.5 常用的各种溶剂回收用吸附剂的性质 (51)3.6 活性炭对各种有机物质和无机气体的吸附容量 (53)3.7 不适合使用活性炭吸附处理的VOCs (54)3.8 气相吸附用活性炭 (54)3.8.1 煤质柱状活性炭 (55)煤质活性炭的原料及其对活性炭最终性能的影响 (55)煤质柱状活性炭价格 (56)3.9 抗生素类发酵废气 (57)发酵废气处理技术随着现代生物技术迅猛发展，生物发酵制品已成为投资最活跃、发展最快的产业之一。
工艺方法——VOCs废气处理方法工艺简介金属涂装废气中VOCs的组分比较复杂，主要成分有：甲苯、二甲苯、醋酸乙脂、环己酮、丁酮、异丙醇、丁醇等，针对铝涂装含VOCs废气的处理，国内不少环保企业研发出多种设备及工艺，主要工艺方式有：1、催化燃烧法该法的工作原理是：利用废气中的VOCs在催化剂的作用下可以有效降低氧化转化温度的特点，在设备内增加催化剂作为触媒来降低VOCs的氧化转化温度。
首先将废气通过外来热源加热到催化起燃最低温度280℃导入到装有催化剂的催化床层，使得含有VOCs的废气与催化剂充分接触，并保持足够的停留时间。
被加热后的VOCs依靠催化剂中的活性成分铂Pt、钯Pd的活性作用，使废气中的有机物转化氧化为无害的水和二氧化碳从而达到净化废气的目的。
该方法的缺点是随着设备周期的延长，催化剂的性能逐渐降低，处理效果也逐渐降低。
同时，两倍的维护成本较高，非甲烷总烃的残留量超过了标准。
2、热力燃烧法该法的工作原理是：利用废气中的VOCs在高温下分子链容易被击破产生氧化转化的原理，直接采用外来热源将含有VOCs的废气加热到最低氧化转化温度750℃。
首先把含有VOCs的废气加热到最低氧化转化温度750℃，并且停留足够的分解时间，使废气中的VOCs 充分转化氧化为水和二氧化碳，从而达到净化废气的目的。
且在合适的条件下可进行余热利用，不仅净化废气保护环境，同时余热利用产生一定的经济效益。
该方法适用于任何废气温度的场合，废气VOCs 浓度在中、高低的场合均能获得较理想的处理效果，由于废气的裂解温度高，燃料消耗较多，对于热量不能充分利用的场合，造成运行成本高。
3、活性炭（碳纤维）吸附脱附该法的工作原理：利用活性炭（碳纤维）内部微孔的物理吸附作用，把废气中的VOCs吸附下来，从而达到净化废气的目的。
由于活性炭吸附只是把VOCs吸附下来，并没有把VOCs真正转化为无害的物质，并且吸附到一定程度会达到饱和，所以必须进行脱附再生。
改性活性炭纤维和淀粉炭的吸脱附性能研究的开题报告
一、研究背景与意义
吸附技术是一种简便、经济、高效的分离和纯化方法，已被广泛应用于环境污染治理和化工生产中。
活性炭是一种重要的吸附剂，由于其孔容、表面积大、化学稳定性好等优点成为了最常用的吸附剂之一。
为了提高活性炭的吸附性能和降低成本，炭材料的改性一直是活性炭研究的热点问题。
本研究旨在通过将淀粉与活性炭纤维复合制备改性活性炭纤维和淀粉炭，在比较其吸附性能的基础上探究复合材料吸附机理的变化，为活性炭的改性设计提供参考。
二、研究内容与方法
1. 制备改性活性炭纤维和淀粉炭
将活性炭纤维与淀粉按一定比例加入混合溶液并搅拌，再通过干燥和焙烧等处理工艺，制备出改性活性炭纤维和淀粉炭。
2. 比较两种材料的吸脱附性能
通过静态吸附实验测定改性活性炭纤维和淀粉炭在不同条件下的吸附性能，并通过动态吸附实验确定两种材料的动态吸附性能，进一步研究材料吸附机理的变化。
3. 分析复合材料的结构和形态
通过扫描电镜、X射线衍射等表征手段，对改性活性炭纤维和淀粉炭的结构和形态进行分析。
三、预期成果和意义
本研究通过比较改性活性炭纤维和淀粉炭的吸附性能和分析材料的结构和形态，可以确定淀粉作为复合改性剂的有效性和合理添加比例，在活性炭的改性设计中提供参考。
同时，该研究可以探究复合材料吸附机理的变化，进一步提高吸附效率及降低成本，具有一定的科学研究价值和应用价值。
微孔活性炭对对二甲苯的吸附和脱附性能刘洋;白金锋;李彬;钟祥云;郭天赐【摘要】实验研究了两种典型活性炭对对二甲苯的气相吸附与脱附性能,分析了活性炭的孔隙结构、吸附与脱附温度对对二甲苯吸附量的影响规律.结果表明,随着吸附温度升高,活性炭吸附对二甲苯能力降低,吸附温度在30℃时,可以获得较高的吸附值;活性炭的中孔尺寸为1 nm～2 nm部分所占比表面积及比孔容越高,其吸附对二甲苯的性能越好.同时,两种活性炭气相吸附对二甲苯的量是其吸附升华萘量的1.10倍,表明用活性炭吸附对二甲苯方法来间接评价活性炭对萘的吸附量是可行的.【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2017(040)001【总页数】6页(P53-58)【关键词】活性炭;对二甲苯;萘;吸附;脱附【作者】刘洋;白金锋;李彬;钟祥云;郭天赐【作者单位】辽宁科技大学化学工程学院,114051辽宁鞍山;辽宁科技大学化学工程学院,114051辽宁鞍山;辽宁省煤化工工程技术研究中心,114051辽宁鞍山;辽宁科技大学化学工程学院,114051辽宁鞍山;辽宁省煤化工工程技术研究中心,114051辽宁鞍山【正文语种】中文【中图分类】TQ424焦炉煤气是重要的工业富氢和甲烷等原料气资源[1-2]，其所含的氢气作为保护性气体被广泛用于钢材轧制工艺[3-4]，但焦炉煤气中含有萘及焦油雾等多环芳烃化合物，不仅容易堵塞制氢工艺中煤气压缩系统管路，而且影响后续轧钢工艺的应用[5-6].为此，钢铁冶金企业中采用活性炭来脱除煤气中的萘，并将其设计成相应的吸附和解吸工艺(TSA).因此，选择适宜吸附性能的脱萘活性炭对提高工业煤气脱萘效率、降低原料成本和能源消耗等具有十分重要的意义.目前，对脱萘活性炭吸附性能的评价大都采用四氯化碳作为衡量指标，但其分子结构和尺寸与芳烃萘的差异较大，势必会给应用带来较大影响；如采用萘的升华方式来评价活性炭吸附萘的性能，又会使试样吸附实验周期长，有时长达几十小时，且实验过程相对繁琐.鉴于对二甲苯与萘分子结构相似，吸附机理相近，且相同实验条件下吸附周期较短，因此，本研究拟用活性炭吸附对二甲苯来评价活性炭对萘的吸附性能.关于活性炭吸附对二甲苯的性能国内外学者已经作了很多研究.SONG et al[7-9]用不同孔径的活性炭纤维对甲苯及二甲苯吸附性能进行研究，表明用孔径为1.5 nm的活性炭纤维比0.9 nm具有更大的甲苯吸附量.陈良杰等[10-11]采用一种商用颗粒活性炭对甲苯等有机挥发性气体进行了穿透性能的研究，获得了苯、醇及酯类化合物的穿透曲线.活性炭吸附芳烃有机物方面的研究工作大都集中在液相吸附方面.于畅等[12-13]在液相条件下对活性炭吸附有机硫化物的性能进行了研究，易斌等[14-16]采用活性炭对有机废水中盐类及芳烃化合物的吸附性能进行了研究.以煤气脱萘为背景的活性炭吸附气相对二甲苯性能方面的研究工作鲜有报道.本实验以对二甲苯作为模拟化合物，进行两种典型活性炭的吸附及脱附性能研究，提出了有效评价脱萘的活性炭吸附性能的实验方法，为在冶金工业中煤气脱萘生产的应用提供参考[17-20].1.1 原料及化学试剂实验选用两种市售比表面积相近，但微孔面积和比孔容参数不同的典型煤基活性炭AC-1和AC-2.两种活性炭的工业分析及粒径和长度指标见表1.实验使用的对二甲苯、四氯化碳及萘均采用国药集团化学试剂有限公司生产的分析纯.1.2 活性炭吸附和脱附性能实验为研究活性炭在不同温度下对有机气体的吸附及脱附性能，本实验建立了具有安全性的相对独立并带有程序控温功能的对二甲苯和萘的吸附及脱附实验装置.在进行对二甲苯吸附实验时，由于对二甲苯熔点为13 ℃，常温下呈液态，所以用锥形瓶作为对二甲苯发生器.构建的实验装置见图1.由于萘的熔点为80 ℃，常温下为白色固体.在进行萘吸附实验时，在锥形瓶内不装溶剂，使萘在U型管中于恒定温度下稳定升华，再配以高纯氮气为载气将升华萘载入到装有活性炭的U型管中.当进行活性炭的脱附实验时，清除吸附实验所用原料，直接以氮气作为脱附介质在控温箱中完成脱附实验.1.3 活性炭性能的表征1) 样品预处理.活性炭吸附实验前，将其在150 ℃恒温箱中干燥4 h后作为吸附实验用样.2) 活性炭灰分和挥发分等工业分析参照国家标准GB/T 7702.15-1997方法进行.3) 吸附实验.活性炭常压气相吸附实验是将对二甲苯溶液装入锥形瓶中放在带有非接触式控温仪的恒温干燥箱中.活性炭试样质量为3 g，实验每隔10 min对活性炭样品管进行称重.两次相邻实验所测定的活性炭质量变化差小于0.001 g时，即认为活性炭吸附完成.活性炭在真空减压条件吸附实验时，将干燥箱直接连真空泵.将对二甲苯溶液装入对二甲苯发生器中，称取活性炭试样3 g，放入试管中.实验时，开启真空泵，当泵内真空度达98 kPa以上时关闭抽气阀，静置0.5 h.待吸附压力稳定后开始进行实验.实验后打开真空干燥箱称量活性炭质量，当两次实验所测活性炭试样的质量变化差小于0.001 g时，即可认为活性炭吸附实验完成.4) 脱附实验.活性炭脱附实验是以氮气为脱附介质实现的.将氮气通入装有活性炭的管式炉中，脱附温度分别为30 ℃和80 ℃.氮气流量参考TSA塔的工业应用技术参数进行，实验采用55.6 mL/s.实验中，每隔10 min对活性炭脱附的质量进行称量，当两次称量结果差值小于0.001 g时，即可认为脱附实验完成.5) 活性炭比表面及孔径参数.活性炭的孔隙尺寸和孔径分布采用美国Micromeritics公司的ASAP2010物理吸附仪进行测定.实验按容量法，以高纯氮为吸附质，在温度77.4 K时，分别对AC-1和AC-2两种活性炭进行了氮吸附等温线测定.通过BET法计算得到比表面积；采用t-plot方法直接计算活性炭的中孔和大孔的表面积以及微孔体积、比孔容积及孔径分布等孔隙结构特征.基于BJH方法，通过吸附或脱附等温线分析来获得活性炭的孔径结构等参数.2.1 活性炭吸附四氯化碳和对二甲苯及萘的性能为研究活性炭孔隙结构对不同有机芳烃化合物的吸附性能，实验用两种比表面积和孔径分布相近的活性炭AC-1和AC-2，其中微孔面积和微孔容有较大差异，其孔隙结构参数见表2.由表2可以看出，AC-1的总比表面积为1 195.5 m2/g，总比孔容为0.77 m3/g；AC-2的比表面积为1 289.2 m2/g，比孔容为0.71 m3/g，两种活性炭的总比表面积和总比孔容比较接近.鉴于被吸附物的分子结构尺寸与活性炭微孔结构性能等关系，实验选用活性炭的微孔孔径在1.0 nm～2.0 nm范围所占比例较高，且略大于所吸附芳烃分子的尺寸.由孔径在1.0 nm～2.0 nm范围的活性炭比表面S1.0 nm-2.0 nm来看，两者差异较大.AC-1和AC-2的比表面分别为357.2 m2/g和234.0 m2/g；比孔容分别为0.23 m3/g和0.19 m3/g.可见，AC-1活性炭在1.0 nm～2.0 nm孔径范围的比表面积比AC-2高123.2 m2/g，比表面积相对增加52.6%，且比孔容也增加0.04 m3/g，其比孔容相对增加21.0%.实验研究了在吸附温度为30 ℃及常压条件下，两种活性炭分别吸附四氯化碳、对二甲苯和萘的性能，结果见图2.由图2可知，AC-1对四氯化碳、对二甲苯和萘的吸附量分别为1 043.5 mg/g，617.1 mg/g 和561.3 mg/g；AC-2对四氯化碳、对二甲苯和萘的吸附量分别为713.0 mg/g，348.5 mg/g和316.8 mg/g.由吸附量看，AC-1和AC-2吸附四氯化碳的量分别为吸附萘的1.86和2.25倍.但由孔径在1.0 nm～2.0 nm范围的比表面积S1.0 nm-2.0 nm可知，AC-1活性炭的比表面积S1.0 nm-2.0 nm高于AC-2约52.6%.由两种活性炭自身吸附对二甲苯和萘的相对量考察，AC-1对对二甲苯的吸附量也是吸附萘的1.10倍，AC-2对二甲苯的吸附量是萘的1.10倍，这与两种活性炭吸附萘的质量比是完全一致的.因此，实验以对二甲苯表征活性炭吸附萘的质量，优于其用四氯化碳来表征活性炭吸附萘的质量，这主要是由四氯化碳分子与芳烃分子的结构形式等性能差异性造成的.根据本实验结果，用对二甲苯吸附值的1.10倍来评价活性炭吸附萘的性能是可行的，且具有吸附时间短、实验装置简单、方法简便的特点.可见，活性炭对有机分子的吸附量不完全取决于活性炭的总比表面及总孔容，而是由其吸附质分子的相关尺寸等结构性质来决定.据此，可以在实践中选用与吸附分子结构适宜孔隙的活性炭，更有效地发挥其吸附作用. 2.2 活性炭吸附对二甲苯性能的影响因素2.2.1 温度对活性炭吸附性能的影响吸附温度是影响活性炭吸附性能的重要因素.温度高不利于活性炭吸附性能的发挥，温度低有利于增加活性炭的吸附量，但过低的温度会增加吸附工艺能源消耗.在活性炭脱萘生产操作中，需要了解煤气脱萘操作的温度对活性炭吸附性能的影响.因此，实验研究了AC-1和AC-2在常压下于不同温度时吸附对二甲苯的性能，结果见图3.由图3a可知，AC-1随着吸附温度由30 ℃升至50 ℃，在接近吸附50 min时，吸附量基本接近平衡，分别为674.7 mg/g，605.6 mg/g和532.8 mg/g；当吸附温度为30 ℃时，其吸附量比40 ℃时提高了11.4%.因此，考虑煤气吸附的工况实际条件，维持活性炭吸附温度为30 ℃是适宜的.由图3b可知，AC-2在30 ℃时吸附对二甲苯的量为375.3 mg/g，比40 ℃高13.9 mg/g.当吸附温度提高到50 ℃时，只有延长吸附时间超过50 min后，吸附量才能达到平衡，且对对二甲苯的吸附量比30 ℃时低27.1 mg/g，相对于30 ℃时降低7.2%.因此，在活性炭使用过程中，应尽量保持吸附温度在较低温度下进行，特别在夏天因大气温度较高，需要对活性炭脱萘操作温度给予适当控制.2.2.2 压力对活性炭吸附性能的影响压力对活性炭吸附性能的影响主要是通过其吸附分子的平均自由程来影响扩散作用的.吸附压力降低，分子平均自由程增加.为探索对二甲苯随吸附压力的变化参数，实验研究了两种活性炭在不同压力条件下的吸附性能，结果见图4.由图4a可知，AC-1在压力为101 kPa时，2 h可以达到吸附平衡，对二甲苯的吸附量为532.8 mg/g.当吸附压力降到66 kPa时，活性炭达到平衡吸附的时间增加到5 h，对二甲苯的平衡吸附量降为500.4 mg/g.该值为101 kPa压力下AC-1吸附量的93.9%；当吸附压力进一步降低到5.3 kPa时，需要9 h才能达到吸附平衡量，平衡吸附量仅为407.4 mg/g.由图4b可知，AC-2在不同压力条件下的吸附规律同AC-1相似.在吸附压力为101 kPa时，其吸附量为348.2 mg/g；当吸附压力降到5.3 kPa时，其接近平衡吸附量的时间为9 h，吸附量仅为264.5mg/g.可见，减压吸附操作对活性炭吸附量的影响程度较大.2.3 活性炭脱附对二甲苯的性能活性炭脱附性能的研究对掌握其再生性能并提供再生表征方法具有重要的参考价值.实验以氮气为载气，研究了活性炭脱附对二甲苯的性能.针对目前焦炉煤气脱萘活性炭在TSA塔生产操作参数情况，研究了活性炭在脱附柱中对模拟有机物对二甲苯的脱附性能.本实验为了匹配工厂生产条件，研究了两条活性炭的脱附曲线，一条为饱和吸附对二甲苯的活性炭脱附曲线，另一条为活性炭中对二甲苯的脱附曲线，两条曲线可以直观反应出在脱附过程中饱和活性炭的失重情况以及其中对二甲苯的脱出效果.实验在常压下进行，氮气流量为55.6 mL/s，流速为0.44 m/s.以吸附性能较好的典型活性炭AC-1为研究对象，AC-1在30 ℃和80 ℃时最大吸附量分别为674.4 mg/g和501.5 mg/g，实验探索了上述两种脱附温度条件下对二甲苯的脱附变化规律，结果见第57页图5.由图5a可知，AC-1活性炭在脱附3 h时，吸附对二甲苯的饱和活性炭脱附质量分数达到28.3%；当脱附14 h时，活性炭的脱附达到平衡，其最大脱附质量分数为30.9%，此时，活性炭中对二甲苯的脱附率达到76.7%.可见，在脱附温度为30 ℃时，AC-1活性炭所吸附的对二甲苯量有3/4都能脱出.由图5b可以看出，活性炭在脱附12 h时，其所吸附的对二甲苯便完成脱附，达到平衡，最大脱附质量分数为27.1%，换算成对二甲苯的脱附率达到81.1%，高出30 ℃时活性炭脱附率4.4%.这是由于，当脱附温度由30 ℃提高到80 ℃时，氮气分子和对二甲苯气体分子运动较30 ℃时更剧烈，并较容易地扩散到活性炭微孔结构中，增加活性炭脱附对二甲苯分子的能力.当继续提高脱附温度，活性炭脱附率提升不显著.1) 活性炭吸附气相对二甲苯的有效吸附微孔孔径在1.0 nm～2.0 nm之间较好，且该范围比表面积所占比例越高，比孔容越大，吸附对二甲苯的能力越强.AC-1和AC-2在该孔径范围的比表面S1.0 nm-2.0 nm分别为357.2 m2/g和234.0m2/g，比孔容分别为0.23 m3/g和0.19 m3/g；在30 ℃时，AC-1和AC-2对对二甲苯的吸附量分别为617.1 mg/g和348.5 mg/g.2) 在气相条件下，用活性炭吸附模拟有机物对二甲苯的量可以表征其吸附萘的量，并减少现有脱萘活性炭采用四氯化碳来表征其吸附萘的性能所产生的差异.在常压下吸附温度为30 ℃时，活性炭对对二甲苯的吸附量为萘吸附量的1.10倍.3) 在常压条件下，活性炭于气相中吸附对二甲苯比减压吸附时达到平衡吸附的时间短.在吸附温度为50 ℃，吸附压力分别为101 kPa和5.3 kPa时，AC-1活性炭的平衡吸附时间分别为2 h和9 h，其吸附量分别为532.8 mg/g和407.4 mg/g.4) 提高再生温度有利于提高活性炭脱附能力，但对对二甲苯而言其脱附值提高幅度不大.当再生温度从30 ℃提高到80 ℃时，AC-1活性炭对对二甲苯的脱附率由76.7%上升到81.1%，仅提高4.4%.【相关文献】[1] JI Chunyang,GONG Lihong,ZHANG Jiawei,et al.A Study on the Kinetics of the Catalytic Reforming Reaction of CH4 with CO2:Determination of the ReactionOrder[J].Journal of Natural Gas Chemistry,2003,2(3):201-204.[2] 孟华平，赵炜，章日光，等.半焦对富含甲烷气体转化制备合成气的作用(Ⅳ)：理论分析半焦表面含氧官能团的催化机理[J].煤炭转化,2008,31(3):31-35.MENG Huaping,ZHAO Wei,ZHANG Riguang,et al.Effect of Char on the Conversion of Methane to Produce S yngas (Part Ⅳ):the Theoretical Studies on Catalysis Mechanism of Oxygen-containing Groups in Char[J].Coal Conversion,2008,31(3):31-35.[3] ONUKI S,KOZIEL J A,JENKS W S.Ethanol Purification with Ozonation Activated Carbon Adsorption and Gas Stripping[J].Separation and Purification Technology,2005,151:165-171.[4] TAKAHASHI N,USHIKI I,HAMABE Y.Measurement and Predicition of Desorption Behavior of Five Volatile Organic Compounds from Activated Carbon for Supercritical Carbon Dioxide Regeneration[J].The Journal of Supercritical Fluids,2016,107:226-233. [5] 周烈兴.活性炭吸附处理苯和甲苯气体的性能及机理研究[D].昆明：昆明理工大学，2010. ZHOU Liexing.Study on Mechanism and Performance of Adsorption of Benzene and Toluene by Activated Carbon[D].Kunming:Kunming University of Science and Technology,2010.[6] 姜安玺.空气污染控制[M].北京：化学工业出版社，2001.JIANG Anxi.Control of Air Pollution[M].Beijing:Chemical Industry Press,2001.[7] SONG Yan,QIAO Wenming,YOON Seongho,et al.Toluene Adsorption on Various Activated Carbons with Different Pore Structures[J].New Carbon Materials，2005,20(4):294-298.[8] YUN Jeongho,CHOI Daeki.Adsorption Isotherms of Benzene and Methylbenzene Vapors on Activated Carbon[J].Journal of Chemical and Engineering Data,1997,42(5):894-896.[9] GUPTA K N,RAO N J,AGARWAL G K.Adsorption of Xylene on Granular Activated Carbon in a Packed Bed[J].International Journal of Scientific and Technology Research,2012,1(3):90-92.[10] 陈良杰，王京刚.挥发性有机物的物化性质与活性炭饱和吸附量的相关性研究[J].化工环保，2007,27(5):409-412.CHEN Liangjie,WANG Jinggang.Correlation Between Physicochemical Propertices of Volatilc Organic Compounds and Saturation Adsorption Capacity of ActivatedCarbon[J].Environmental Protection of Chemical Industry,2007,27(5):409-412.[11] 单晓梅，杜铭华，朱书全，等.活性炭表面改性及吸附极性气体[J].煤炭转化，2003,26(1):32-36.SHAN Xiaomei,DU Minghua,ZHU Shuquan,et al.A Survey of Activated Carbon Surface Chemical Modification and Its Application in Adsorption of Polar Molecules[J].Coal Conversion,2003,26(1):32-36.[12] 于畅，李贤辉，邱介山，等.活性炭液相吸附去除噻吩硫化物的研究[J].燃料化学学报，2007,35(1)：121-124.YU Chang,LI Xianhui,QIU Jieshan,et al.Removal of Sulfur-containing Compounds from Oil by Activated Carbon Adsorption[J].Journal of Fuel Chemistry andTechnology,2007,35(1):121-124.[13] 曹国强，郑辉东，邹文虎，等.活性炭液相吸附脱除二甲基二硫醚[J].化工进展，2012,31(6)：1357-1361.CAO Guoqiang,ZHENG Huidong,ZOU Wenhu,et al.Removal of Dimethyl Desulfide Compounds from Sulfate Turpentine by Activated Carbon Adsorption[J].Chemical Industry and Engineering Progress,2012,31(6):1357-1361.[14] 易斌，杨春平，郭俊元，等.活性炭吸附-Fenton氧化处理高盐有机废水[J].环境工程学报，2013，7(3)：903-907.YI Bin,YANG Chunping,GUO Junyuan,et al.Treatment of High-salt Organic Wastewater with High Concentration of Salts Using Coupling Process of Activated Carbon Adsorption and Fenton Oxidation[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2013,7(3):903-907.[15] 唐登勇，郑正，苏东辉，等.活性炭纤维吸附废水中对硝基苯酚及其脱附研究[J].环境污染治理技术与设备，2006,7(1)：98-101.TANG Dengyong,ZHENG Zheng,SU Donghui,et al.Adsorption of P-nitrophenol from Wastewater by Activted Carbon Fiber and Its Desorption[J].Techniques and Equipment for Environmental Pollution Control,2006,7(1):98-101.[16] Dan N P,Visvanathan C,Polprasert C.High Salinity Wastewater Treatment Using Yeast and Bacterial Membrane Bioreactors[J].Water Science and Technology，2005,46(9):201-209.[17] LVAREZ-GUTIERREZ N,Gil M V.Adsorption Performance Indicators for the CO2/CH4Separation:Application to Biomass-based Activated Carbons[J].Fuel Processing Technology,2016,142:361-369.[18] WANG L C,WANG I C,CHANG J E,et al.Emission of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) from the Liquid Injection Incineration of Petrochemical IndustrialWastewater[J].Journal of Hazardous Materials,2007,148(1):296-302.[19] DAS D,GAUR V,VERMA N.Removal of Volatile Organic Compound by Activated Carbon Fiber[J].Carbon,2004,42(14):2946-2962.[20] GARCCA A N,ESPERANZA M,FONT parison Between Product Yields in the Pyrolysis and Combustion of Different Refuse[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2003,68:577-598.。
分离苯和甲苯的方法一、引言苯和甲苯是常见的有机化合物，它们在化工生产和实验室中广泛应用。
由于苯和甲苯在物理性质上的差异，因此可以采用不同的方法来分离它们。
本文将介绍几种常用的分离苯和甲苯的方法。
二、蒸馏法蒸馏法是一种常用的分离混合物的方法，也适用于分离苯和甲苯。
苯和甲苯的沸点分别为80.1℃和137℃，因此可以通过升华蒸馏法来分离它们。
将混合物加热至苯的沸点80.1℃，此时苯开始汽化，蒸汽进入冷凝管，在冷凝管中冷却后变成液体。
将液体收集起来，即可得到纯苯。
然后，将剩余的混合物再次加热至甲苯的沸点137℃，甲苯开始汽化，蒸汽进入冷凝管，在冷凝管中冷却后变成液体。
将液体收集起来，即可得到纯甲苯。
三、萃取法萃取法是一种通过溶剂的选择性溶解来实现分离的方法。
苯和甲苯在极性上有差异，可以利用这一特点来分离它们。
将混合物与适当的溶剂（如乙醇）进行充分混合，使苯和甲苯溶解在溶剂中。
然后，由于苯的极性较低，与溶剂的相互作用较弱，可以通过分液漏斗将溶液和溶剂分离。
分离后的溶液中含有苯和甲苯，再经过蒸馏法可以得到纯苯和纯甲苯。
四、结晶法苯和甲苯的溶解度在温度上有所不同，可以利用这一特点来进行分离。
将混合物加热至溶解度较高的温度，使苯和甲苯完全溶解。
然后，将溶液缓慢冷却，使苯和甲苯逐渐结晶出来。
通过过滤和干燥，即可得到纯苯和纯甲苯。
五、活性炭吸附法活性炭对苯和甲苯有较强的吸附能力，可以利用这一特性来分离它们。
将混合物与活性炭充分接触，让活性炭吸附其中的苯和甲苯。
然后，通过洗涤或蒸馏等方法，将被吸附的苯和甲苯从活性炭上脱附下来。
最后，利用蒸馏等方法，可以得到纯苯和纯甲苯。
六、结论分离苯和甲苯的方法有很多种，常用的包括蒸馏法、萃取法、结晶法和活性炭吸附法。
根据实际需要和条件，选择合适的方法进行分离，可以得到纯度较高的苯和甲苯。
分离苯和甲苯的方法在工业生产和实验室中具有重要的应用价值。
废气处理 粉尘处理 噪音处理活性炭基础知识：关于活性炭，我们所了解的并不多，那么活性炭的品种有哪些，各有何作用呢？活性炭是传统而现代的人造材料，又称碳分子筛。
自从问世一百年来，活性炭与蜂窝状活性炭应用领域日益扩展，应用数量不断递增。
由于原料来源 、制造方法、外观形状和应用场合不同，活性炭的种类很多，尚无精确的统计材料，大约有上千个品种。
活性炭分类方法：按材质分类、按形状分类、按用途分类。
一、活性炭按材质分类1、椰壳炭椰壳活性炭以海南、东南亚等地的优质椰子壳为原料，原料经过筛选、水蒸气碳化后精制处理，然后再经除杂、活化筛分等系列工艺制作而成。
椰壳活性炭为黑色颗粒状，具有发达的孔隙结构、吸附能力高、强度大、化学性能稳定、经久耐用。
2、果壳炭果壳活性炭主要以果壳和木屑为原料，经炭化、活化、精制加工而成。
具有比表面积大、强度高、粒度均匀、孔隙结构发达、吸附性能强等特点。
并能有效吸附水中的游离氯、酚、硫、油、胶质、农药残留物和其他有机污染以及有机溶剂的回收等。
适用于制药、石油化工、制糖、饮料、酒类净化行业，对有机物溶剂的脱色、精制、提纯和污水处理等方面。
果壳活性炭被广泛应用于饮用水、工业用水和废水的深度净化生活、工业水质净化方面。
3、木质炭木质炭是以优质木材为原料，外形为粉末状，经高温炭化、活化及多种工序精制而成木质活性炭，具有比表面积大，活性高，微孔发达，脱色力强，孔隙结构较大等特点，孔隙结构大，能有效吸附液体中的颜色等较大的各种物质、杂质。
4、柱状炭采用优质木屑、木炭等为原料，经粉碎、混合、挤压、成型、干燥、炭化、活化而制成。
制成的柱状活性炭比传统的煤质柱状炭灰份低、杂质少、孔径分布合理，达到最大吸附与脱附，从而大大提高产品的使用寿命（平均2-3年），是普通煤质炭的1.4倍。
5、煤质炭废气处理粉尘处理噪音处理该品选用优质无烟煤作为原料精制而成，外形分别为柱状、颗粒、粉末、蜂窝状、球形等形状，具有强度高，吸附速度快，吸附容量高，比表面积较大，孔隙结构发达，孔隙大小在于椰壳活性炭和木质活性炭之间。
摘要：研究了新型高效吸附材料活性炭纤维（ACF）对甲苯废气的吸附及再生的效果。
利用GC-900气相色谱分析仪检测甲苯的浓度，通过实验研究甲苯在活性炭上的吸附与脱附。
实验结果表明，用该工艺处理的甲苯废气可以达标排放，实验对工业实际应用具有一定的指导意义。
关键词：活性炭纤维有机废气吸附再生废气治理是大气污染控制过程中的一个重要环节。
有机挥发性气体广泛存在于工业和家庭设施中，不仅给工农业生产造成影响，而且对人体的健康也有极大的危害。
空气中挥发性有机物(VOCs)是石油、化工和一些轻工业如制药、印刷、涂料、制鞋、玩具等行业在生产中产生的最常见的污染物。
一些则是剧毒物质，如某些树脂、含氯化合物(氯乙烯等)、有机磷化合物等；更多的是毒性较小的VOCs，如醛、酮、烷烃、苯环系列及其衍生物等，长时暴露在这些物质污染的环境中就会引起中毒事故，严重的导致终身伤残，甚至致死[1]。
VOCs的污染防治问题逐渐受到重视，引进国外治理设备存在投资大、运行成本高的问题，国内传统工艺存在技术落后、运行不稳定、效率低的问题，因此亟待研究开发新的治理工艺。
吸附法作为处理有机废气的应用最为广泛，以其去除率高、净化彻底、能耗低等特性越来越受到人们的关注。
活性炭纤维(ACF)是20世纪70年代发展起来的，以其独特、优越的性能大大增强了炭质吸附剂的功能，拓宽了炭质吸附剂的应用领域，是一种新型、高效的吸附材料。
与传统的活性炭相比，ACF具有优良的结构特征，它含碳量高、比表面积大，微孔丰富、孔径分布窄，并带有一定量的表面官能团。
这些特征有利于吸附和脱附，使得ACF对各种有机化合物具有较大的吸附量和较快的吸脱附速度[2]。
而且，ACF可以制成布、毡等各种各样的形状，这就使得它比传统的活性炭颗粒具有更优越的吸附性[3]。
近年来研究人员对ACF对气体的吸附特性做了很多研究，如VOCs、NOx和SO2等。
本实验以甲苯为研究对象，采用粘胶基ACF吸附装置对甲苯废气进行吸、脱附实验研究。
1 实验1.1 实验材料吸附剂：本实验采用粘胶基ACF作为吸附剂，表1是粘胶基ACF的结构和功能参数。
吸附质：甲苯（广州化学试剂厂），分析纯。
表 1 粘胶基ACF的结构和功能参数名称外表面积/（m2·g-1）比表面积/(m2·g-1) 平均孔径/nm 单丝直径/μm 苯吸附量/% 厚度/mm 粘胶基ACF 1.5～2.0 1000～1500 1.7～2.6 9～18 >30 2.0～3.5 1.2 实验装置及流程采用氮气作为载气，通过鼓泡法产生甲苯气体，整套装置主要由甲苯发生器、吸脱附反应器、热水蒸气发生器/热空气发生器和回收装置四部分组成，装置流程如图1所示。
整个实验过程分为吸附和脱附两个阶段，在吸附过程中，通过鼓泡法产生的甲苯气体与干燥空气混合，从底部进入反应器，经过活性炭纤维吸附处理后排出，此时阀门12和17关闭；在脱附过程中，采用热的空气或者热的水蒸汽以逆向方式对饱和的活性炭纤维进行解吸，解吸过程所产生的甲苯和空气或者水蒸汽的混合气体经过冷凝回收，做进一步处理。
实验采用GC－900气相色谱分析仪测定反应器进出口甲苯的浓度，分析活性炭纤维的吸附和再生性能。
[!--empirenews.page--] 图 1 活性炭纤维吸附甲苯废气的装置流程图2 实验结果与讨论影响气体吸附的因素很多，主要有吸附剂的性质、吸附质的性质与浓度、吸附的操作条件及吸附器的大小和结构等[3，4]。
其中吸附的操作条件有温度、操作压力、气体流速和气体进口浓度等。
本实验主要研究吸附的操作条件中对吸附的影响因素，由于实验温度为室温，操作压力为常压，所以实验中只考察气体流量、甲苯的进口浓度、ACF的填充高度的影响，以及对比了用水蒸气法和热空气法脱附两种再生方法。
实验过程的取样速度均为0.08～0.12 L/min。
2.1 气体流量的影响研究在不同甲苯流量、其他条件近似下的ACF吸附甲苯的情况。
ACF的填充高度均为100 mm，温度均在20 ℃左右，实验条件见表2。
实验结果如图2所示。
表2 实验条件活性炭质量/g 气体流量（m3·h-1）平均进口浓度/（mg·m-3） 1.5040 0.1484.1411.50020.2490.4651.50500.3491.1731.50400.4 475.444 图2 吸附过程穿透曲线由图2可看出，随着气体流量的增大，达到吸附饱和的时间就越短。
其中当气体流量为0.1 m3/h时，吸附饱和时间可达400多分钟；而气体流量为0.4 m3/h时，吸附饱和时间只需100多分钟。
当气体流速高时，与ACF的接触时间短，达到吸附饱和的时间就短；当气体流速低时，与ACF的接触时间长，则ACF就得以充分利用，达到吸附饱和的时间就长。
因此，气体流速要保持适中，若速率太大，不仅增加了压力损失，而且会使气体分子与吸附剂接触时间过短，不利于气体的吸附，因而降低吸附效率；而气体流速过低，要达到一定的处理量，又会使设备体积增大。
实际情况中，可根据需要选择合适的气体流量，以达到所需要的吸附效果。
2.2 进口浓度的影响研究在甲苯的进口浓度不同、其他条件近似下的ACF附甲苯的情况。
ACF 的填充高度均为100 mm，甲苯流量为0.3 m3/h，实验条件见表3，实验结果见图3。
表3 实验条件序号活性炭质量/g 温度/℃平均进口浓度/（mg·m-3）11.504821176.47021.505016 332.864 3 1.5050 19 491.173 4 1.5078 21700.40951.506016 1073.543[!--empirenews.page--] 图 3 吸附过程穿透曲线由图3可看出，气体进口浓度对吸附也有影响，浓度越高，吸附时间越短，在短期内就可以穿透。
对ACF来说，在高浓度条件下吸附气体时，物理吸附占主导地位，吸附是多层的，快速进行的，此时的吸附量不依赖于被吸附物质的属性，而只依赖于ACF的孔径和孔的数量；相反在低浓度下吸附时，由于各种条件的影响，有可能伴随发生化学吸附行为，此时吸附质的化学性质对吸附量也有一定的影响。
还可看到随饱和度增大即吸附质浓度的增加，平衡吸附量增大。
这是由于吸附开始阶段，ACF具有大量的未被吸附的吸附位，有机蒸气直接触及微孔表面到达吸附位，且随着浓度增加，更多的吸附质分子与吸附位作用，所以吸附过程更易于达到较高吸附量下的吸附-脱附平衡。
在低浓度时，ACF也具有较好的吸附性能，这是其他吸附剂所无法比拟的。
这应归因于ACF的微孔尺寸与有机化合物分子尺寸大体相当，由于范德瓦耳斯力的作用使相距很近的孔壁吸附力场发生叠加，引起微孔内吸附势能的增加，因此对低浓度有机蒸气也能够较好地吸附[2]。
2.3 填充高度的影响研究在甲苯的进口浓度不同、其他条件近似下的ACF吸附甲苯的情况。
甲苯流量为0.3 m3/h，温度均在20 ℃左右，实验条件见表4，实验结果见图4。
表4 实验条件活性炭质量/g填充高度/mm平均进口浓度/（mg·m-3）1.5078100 700.4092.2512150735.5003.0012200 744.061图 4 吸附过程穿透曲线由图4可看出，在气体流量和进口浓度基本不变的情况下，改变ACF填充高度对穿透曲线基本上没什么影响。
李立清等[5]研究的实验中提到床层高度、吸附柱空塔速度只是让吸附和脱附穿透曲线左右平移。
叶振华[6]也提出，当气体流速和进口浓度一定时，形成浓度波并移动一段距离后波形固定不变，不因改变床层高度而改变。
因此，改变ACF的填充高度在本质上对吸附量并没有什么影响。
2.4 两种再生方法的比较表5 实验条件名称气体体积流率/（m3·h-1）气体进口平均浓度/（mg·m-3）脱附温度/℃水蒸气法0.4461107热空气法0.4475 103[!--empirenews.page--] 实验发现，脱附出口浓度降到100 mg/m3以下时，水蒸气法和热空气法用时分别为20 min和45 min，脱附完全所用时间分别为91 min和103 min，脱附末端出口浓度分别为14 mg/m3和17 mg/m3（见图5）。
图5 脱附过程出口浓度曲线从以上结果可看出，在实验条件相似的情况下，水蒸气的脱附效果比热空气法稍好，出口浓度下降的较快，整体的脱附过程也是水蒸气法完成得较快，且最终的出口比热空气法要低，说明脱附得更完全。
水蒸气法脱附对设备的要求较高，要求设备密封、高强度的耐高温和耐腐蚀性等，因此相应的运行成本也较高。
另外水蒸气法脱附前的准备工作时间长，而且需要消耗相对于热空气更多的能量，脱附结束后，用再生的ACF进行再吸附前还需要一个吹干的过程，此过程也会消耗一定的能量和时间。
对比这两种再生方法，虽然从技术上讲，水蒸气法脱附效果更好，但从实际应用上来看，热空气法的应用性更强。
在实际的工业应用中，要综合考虑各方面的因素，不仅要考虑到脱附效果的问题，还要考虑脱附过程所消耗的能量、吸附过程情况、吸附质的性质以及设备的适应情况，尽量做到较好的脱附效果的同时又能节省能源和成本。
3 结论（1）气体流量、进口浓度对穿透曲线都有影响，气体流量越大，吸附饱和时间越短；进口浓度越大，吸附饱和时间越短。
而在气体流量和进口浓度一定的情况下，改变填充高度，对穿透曲线基本上没有影响，只是让穿透曲线左右平移。
ACF不仅对高浓度有机蒸气具有良好的吸附性能，而且对低浓度的有机蒸气也具有较高的吸附能力。
（2）水蒸气脱附法和热空气脱附法的脱附效果都很好，脱附过程只要到达一定的温度，脱附速度都比较快，脱附效果都比较理想。
水蒸气脱附法相对于热空气脱附法来说，对设备的要求更高，消耗的能量也更多，因此成本也相对更高。
