活性炭吸附氯化氫(qing)-燃料電池(chi)應(ying)用(yong)

　　活性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)氯(lv)(lv)化(hua)氫-燃(ran)料電(dian)池的(de)(de)應(ying)用，在(zai)固體(ti)(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)料電(dian)池的(de)(de)應(ying)用中，氯(lv)(lv)化(hua)氫和(he)硫(liu)化(hua)氫的(de)(de)氣體(ti)(ti)會(hui)影響電(dian)池的(de)(de)性(xing)能，因此非常必要的(de)(de)。使(shi)用吸(xi)附(fu)劑凈化(hua)氣體(ti)(ti)是一種非常適用的(de)(de)方(fang)法。在(zai)本期中，我們對幾種活性(xing)炭(tan)(tan)、改性(xing)活性(xing)炭(tan)(tan)和(he)其他吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)吸(xi)附(fu)等吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)吸(xi)附(fu)能力。氯(lv)(lv)化(hua)氫和(he)硫(liu)化(hua)氫用浸漬活性(xing)炭(tan)(tan)和(he)金屬(shu)氧(yang)化(hua)物(wu)吸(xi)附(fu)劑去除。

　　燃料電池的主要用途是固定電力設備，包括熱電聯產裝置、航天器（質子交換膜燃料電池）的車載電力或其他封閉環境。沼氣通常用于轉化固體氧化物燃料電池中的電能，但沼氣中的氯化氫會導致脆弱的發電部件腐蝕。氯化氫是沼氣原料中的主要燃料雜質之一。為了成功運行固體氧化物燃料電池，應在一定程度上去除。活性炭只(zhi)能(neng)吸收氯化氫的一部(bu)分，所以我們這(zhe)次使(shi)用的活性(xing)炭是經過改性(xing)的。

　　活性炭吸(xi)附劑(ji)試驗試驗

　　兩種吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)的(de)物(wu)理(li)(li)特性(xing)：碳酸(suan)鉀浸漬活(huo)性(xing)炭(tan)和其他混(hun)合(he)物(wu)。硫化(hua)(hua)氫和氯(lv)化(hua)(hua)氫等高揮發性(xing)和有(you)害物(wu)質(zhi)(zhi)只(zhi)在(zai)很小程(cheng)(cheng)度上吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)在(zai)活(huo)性(xing)炭(tan)上。因此，純物(wu)理(li)(li)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)過(guo)程(cheng)(cheng)是不可行的(de)。化(hua)(hua)學(xue)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)需要去除這些污染(ran)物(wu)，比物(wu)理(li)(li)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)強得(de)多。相互(hu)作用是氣體(ti)和固體(ti)表(biao)面(mian)共存(cun)的(de)真正(zheng)化(hua)(hua)學(xue)鍵。如(ru)果在(zai)有(you)利(li)的(de)溫度和壓力(li)條件下(xia)在(zai)所有(you)表(biao)面(mian)發生(sheng)物(wu)理(li)(li)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)，化(hua)(hua)學(xue)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)只(zhi)發生(sheng)在(zai)某(mou)些表(biao)面(mian)，只(zhi)發生(sheng)在(zai)這些表(biao)面(mian)沒有(you)其他吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)物(wu)時(shi)(shi)。化(hua)(hua)學(xue)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)停止，當吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)不再直接接觸(chu)表(biao)面(mian)時(shi)(shi)。因此，它是一(yi)個(ge)單層(ceng)過(guo)程(cheng)(cheng)。物(wu)理(li)(li)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)和化(hua)(hua)學(xue)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)通(tong)常同(tong)樣快(kuai)。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)中的(de)速率決定步驟不是吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)本(ben)身。確定活(huo)性(xing)炭(tan)孔(kong)隙周圍顆粒邊(bian)界層(ceng)的(de)質(zhi)(zhi)量傳遞和質(zhi)(zhi)量傳遞形成速率的(de)步驟。

　　為了分析氯(lv)化(hua)氫(qing)對活性炭(tan)吸附(fu)能力的(de)影(ying)響，使用100和1000ppmv氯(lv)化(hua)氫(qing)含量(liang)測試氣(qi)體與氮氣(qi)平(ping)衡。將這些氣(qi)體混(hun)合(he)(he)并裝瓶。混(hun)合(he)(he)試驗(yan)氣(qi)體的(de)相對測量(liang)不(bu)確定度為3%。這意味(wei)著對于(yu)10000ppmv氯(lv)化(hua)氫(qing)氣(qi)體混(hun)合(he)(he)物(wu)1000ppmv氯(lv)化(hua)氫(qing)氣(qi)體混(hun)合(he)(he)物(wu)的(de)準確性為3和30ppmv。100ppmv氯(lv)化(hua)氫(qing)和200ppmv氣(qi)體混(hun)合(he)(he)物(wu)硫(liu)化(hua)氫(qing)。

　　發(fa)現(xian)隨(sui)著消耗量的增加，活性(xing)炭(tan)從飲用(yong)水(shui)(shui)中(zhong)去(qu)除氡(dong)(dong)的吸(xi)附效(xiao)率降低。他們報告說，在水(shui)(shui)處理系(xi)統中(zhong)添加活性(xing)炭(tan)色譜柱以(yi)去(qu)除氡(dong)(dong)。初始清除率為64%，連(lian)續一個月降至20%。對不(bu)同類(lei)型(xing)活性(xing)炭(tan)從水(shui)(shui)中(zhong)去(qu)除中(zhong)級(ji)氡(dong)(dong)的比較研究。本研究對設計用(yong)于(yu)從供(gong)水(shui)(shui)中(zhong)去(qu)除中(zhong)度(du)氡(dong)(dong)濃(nong)度(du)的活性(xing)炭(tan)吸(xi)附系(xi)統有用(yong)。

　　去除不同(tong)活性炭/水比氡的效(xiao)率

　　顯示了三個重(zhong)復實驗確定的(de)(de)(de)不(bu)同活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)/水(shui)比的(de)(de)(de)氡(dong)(dong)去(qu)除結(jie)果。從(cong)1:1000到4:1000活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)/水(shui)的(de)(de)(de)比例來看，從(cong)水(shui)中去(qu)除氡(dong)(dong)有更大(da)的(de)(de)(de)增加。進(jin)一步(bu)增加活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)/水(shui)比緩慢影響(xiang)氡(dong)(dong)去(qu)除。對氡(dong)(dong)物理衰減(jian)的(de)(de)(de)相對氡(dong)(dong)值進(jin)行校正和去(qu)除。與其他(ta)類(lei)似的(de)(de)(de)研究結(jie)果一致(zhi)。這些研究建議在水(shui)體積(ji)小的(de)(de)(de)情況下使用(yong)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)，以便氡(dong)(dong)去(qu)除*少(shao)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。保持(chi)治(zhi)療設施的(de)(de)(de)運行成(cheng)本盡可能低是非常重(zhong)要的(de)(de)(de)。此外，使用(yong)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)系統會導致(zhi)碳過濾器被子pb-污(wu)染210(氡(dong)(dong)衍生物)。因此，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)*終將成(cheng)為需要妥善管理的(de)(de)(de)放射性(xing)廢物。

　　影響活(huo)性炭(tan)方法效率(lv)的因(yin)素

　　樣(yang)品(0.5、1、2、6、12、24小(xiao)時)的(de)(de)(de)結果 表1中。隨著接觸時間的(de)(de)(de)增加，水中存在(zai)的(de)(de)(de)氡的(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)量(liang)圖2所示的(de)(de)(de)曲(qu)線(xian)進一步(bu)表示。圖中上部曲(qu)線(xian)表示瓶中氡的(de)(de)(de)自然衰(shuai)變，不含任何活性炭。這是為了減少氡濃度的(de)(de)(de)校正，而不是因(yin)為添加了任何GAC。通過(guo)對(dui)這些曲(qu)線(xian)的(de)(de)(de)比較，很(hen)明(ming)顯，在(zai)擴大水量(liang)的(de)(de)(de)同時，活性炭的(de)(de)(de)吸附效(xiao)果較差。接觸時間24小(xiao)時后，每處理(li)體積(250、500、1000ml)與5克活性炭接觸的(de)(de)(de)氡相(xiang)對(dui)量(liang)分別為8%、19%和25%。物理(li)衰(shuai)減引起(qi)的(de)(de)(de)氡減少后，這些值(zhi)上升到23%、33%和40%。

　　再(zai)生活性炭的效(xiao)率

　　在150℃24小時內再次(ci)(ci)活(huo)(huo)化活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)，重(zhong)(zhong)復使用不會影響其(qi)對氡(dong)的吸附能力。8次(ci)(ci)再生或所謂活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)再生，并以(yi)圖3所示(shi)的一般方(fang)式測試氡(dong)吸附能力。對于每次(ci)(ci)再生，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的吸附容量略(lve)有(you)變(bian)化，但當重(zhong)(zhong)復使用幾次(ci)(ci)時，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)在從(cong)水中去除的氡(dong)中仍然有(you)效。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸附容量大(da)量消(xiao)耗(hao)。然而，應該注意的是，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)積(ji)累(lei)了長壽命的放射性(xing)，因此應該在重(zhong)(zhong)復使用后更換，因為它可以(yi)變(bian)得有(you)害γ輻射源。

　　對活(huo)(huo)性炭過(guo)濾方(fang)法進行(xing)了(le)測試。大約78%的(de)富水(shui)(shui)用于人工(gong)去(qu)(qu)除氡(dong)。發(fa)現(xian)熱量(liang)(liang)有效(xiao)地從(cong)水(shui)(shui)中去(qu)(qu)除氡(dong)。從(cong)保持在39℃水(shui)(shui)中測量(liang)(liang)的(de)氡(dong)度下，水(shui)(shui)中測量(liang)(liang)的(de)氡(dong)去(qu)(qu)除量(liang)(liang)達到76%左右。通過(guo)活(huo)(huo)性炭從(cong)水(shui)(shui)中去(qu)(qu)除氡(dong)，遵循*佳(jia)(jia)活(huo)(huo)化過(guo)程。*佳(jia)(jia)活(huo)(huo)化溫度為150℃，*佳(jia)(jia)活(huo)(huo)化時(shi)(shi)間為2小時(shi)(shi)。從(cong)水(shui)(shui)中去(qu)(qu)除氡(dong)所需的(de)*佳(jia)(jia)活(huo)(huo)性炭量(liang)(liang)是(shi)處(chu)理水(shui)(shui)體積和水(shui)(shui)與(yu)活(huo)(huo)性炭接觸時(shi)(shi)間的(de)函數。

　　*后，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的再(zai)生(sheng)可(ke)以(yi)重(zhong)復使(shi)用。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)過濾器中建(jian)立的放射性(xing)是再(zai)生(sheng)過程的主(zhu)要限制(zhi)。由于特殊活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)過濾價(jia)格昂(ang)貴，建(jian)議使(shi)用少量活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)。