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吸附條件:吸附溫度20℃、氣體濃度300mg/m3、氣體流速0.83m/s、床層厚度100mm。
脫附條件:脫附溫度為100℃、熱空氣的氣體流速為0.14m/s,床層厚度為100mm。
對(duì)同一活性炭進(jìn)行反復(fù)多次的吸附、脫附,分析其再生后吸附容量、比表面積、孔體積、平均孔徑。結(jié)果列于表4-1。
根據(jù)表4-1可以得到,多次再生后活性炭吸附容量的變化如圖4-16所示,多次再生后活性炭比表面積的變化如圖4-17所示,多次再生后活性炭孔體積的變化如圖4-18所示,多次再生后活性炭平均孔徑的變化如圖4-19所示。
由圖4-16可以看出,隨著再生次數(shù)的增加,活性炭再生后的吸附容量逐漸減小且減小的幅度逐漸變緩。表明多次再生后活性炭的再生性能逐漸變差。
由圖4-17可以看出,隨著再生次數(shù)的增加,活性炭再生后的比表面積逐漸減小且減小的幅度逐漸變緩。表明多次再生后活性炭的再生性能逐漸變差。
由圖4-18可以看出,隨著再生次數(shù)的增加,活性炭再生后的孔體積逐漸減小,且減小的幅度逐漸變緩。表明多次再生后活性炭的再生性能逐漸變差。
由圖4-19可以看出,隨著再生次數(shù)的增加,活性炭再生后的平均孔徑逐漸增大且增大的幅度逐漸變緩。表明多次再生后活性炭的再生性能逐漸變差。
結(jié)論:
(1) 隨著溫度的上升,出口二甲苯濃度、脫附量、脫附率都會(huì)逐漸增加,但是當(dāng)脫附溫度達(dá)到一定值后,二甲苯濃度、脫附量、脫附率的變化很小。
在本次中,當(dāng)溫度到達(dá)100 ℃后,再升高溫度并沒(méi)有明顯的漲幅。當(dāng)脫附溫度為80℃ 、90℃ 、100℃ 、110℃時(shí),脫附再生時(shí)間分別為10h、 9h、7h、6.5h,因此在脫附過(guò)程中應(yīng)選定一個(gè)合適的溫度,使能量消耗、再生時(shí)間、脫附率三者達(dá)到一個(gè)更優(yōu)平衡。對(duì)于苯,100℃是一個(gè)比較理想的脫附溫度。
(2) 當(dāng)氣體流速為0.07m/s時(shí),二甲苯的濃度曲線(xiàn)變化比較平緩,二甲苯濃度的最大值與平均值之間的差別較小。
當(dāng)氣體流速為0.14m/s、 0.21m/s、0.28m/s時(shí),隨著氣體流速的上升,濃度高峰值也逐漸升高,并且達(dá)到高峰值的時(shí)間變短了,但是3個(gè)高峰值的差距很小。
在濃度高峰值以后,隨著氣體流速的上升,出口二甲苯濃度出現(xiàn)快速降低的現(xiàn)象。當(dāng)氣體流速為0.07m/s時(shí),無(wú)論是脫附量還是脫附率,與其它幾個(gè)氣體流速相比有顯著的差別,12h后僅有30%的脫附率。
當(dāng)氣體流速為0.14m/s 、0.21 m/s、0.28m/s時(shí),脫附再生時(shí)間分別為7h、 6.5h、6h,脫附量和脫附率都隨著氣體流速的升高而增加,但增加幅度并不大,對(duì)于苯,0.14m/s是比較理想的氣體流速。
(3) 隨著床層厚度的增加,濃度高峰值逐漸升高,但濃度大小與床層厚度并不是成正比的。在不同床層厚度下,脫附時(shí)間超過(guò)11h后,出口二甲苯濃度基本相同。
當(dāng)床層厚度為100mm、200mm、300mm、400mm時(shí),脫附再生時(shí)間分別為7h、8h、10h、11h。隨著床層厚度的增大,二甲苯的脫附量逐漸增加,脫附再生時(shí)間延長(zhǎng),但是脫附率反而降低。
因此為保證活性炭脫附時(shí)能具有較高的脫附率和較短的再生時(shí)間,可采取適當(dāng)降低床層厚度的方法。對(duì)于苯,100mm是比較理想的床層厚度。
(4) 在不同脫附溫度下再生后,活性炭的比表面積、孔體積、吸附容量有所減小,平均孔徑有所增加,活性炭的再次吸附比率均小于1。
隨著脫附溫度的升高,比表面積、孔體積、吸附容量、再次吸附比率逐漸變大,平均孔徑逐漸變小,表明高溫下活性炭的再生性能更好。
(5) 隨著再生次數(shù)的增加,活性炭再生后的吸附容量、比表面積、孔體積逐漸減小,且減小的幅度逐漸變緩。
隨著再生次數(shù)的增加,活性炭再生后的平均孔徑逐漸增大,且增大的幅度逐漸變緩。表明多次再生后活性炭的再生性能逐漸變差。
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