活性(xing)炭吸(xi)附氯化氫-燃(ran)料(liao)電池應用

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)氯(lv)化(hua)(hua)氫(qing)-燃料(liao)電池(chi)的(de)應用(yong)，在(zai)固體氧(yang)化(hua)(hua)物燃料(liao)電池(chi)的(de)應用(yong)中(zhong)(zhong)，氯(lv)化(hua)(hua)氫(qing)和硫化(hua)(hua)氫(qing)的(de)氣(qi)體會影響電池(chi)的(de)性(xing)(xing)能，因(yin)此非(fei)(fei)常(chang)必要的(de)。使用(yong)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)凈化(hua)(hua)氣(qi)體是一(yi)種(zhong)非(fei)(fei)常(chang)適用(yong)的(de)方法。在(zai)本期中(zhong)(zhong)，我們對幾種(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭、改性(xing)(xing)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭和其他吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)等吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)能力。氯(lv)化(hua)(hua)氫(qing)和硫化(hua)(hua)氫(qing)用(yong)浸漬活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭和金屬氧(yang)化(hua)(hua)物吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)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。活性炭只能(neng)吸收(shou)氯(lv)化氫的(de)一部分，所(suo)以(yi)我們這次使(shi)用的(de)活性炭是經過改性的(de)。

　　活性(xing)炭吸附(fu)劑試驗試驗

　　兩種(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑的(de)(de)物(wu)理特(te)性(xing)(xing)(xing)：碳酸鉀浸漬活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)和(he)其他混合物(wu)。硫化(hua)(hua)氫和(he)氯(lv)化(hua)(hua)氫等高揮發(fa)(fa)(fa)性(xing)(xing)(xing)和(he)有(you)(you)害物(wu)質(zhi)只在(zai)很小程(cheng)度(du)上吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)在(zai)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)上。因(yin)此，純(chun)物(wu)理吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)過程(cheng)是不(bu)(bu)可行的(de)(de)。化(hua)(hua)學(xue)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)需要去除這(zhe)(zhe)些(xie)污(wu)染物(wu)，比(bi)物(wu)理吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)強得多。相互作用是氣體和(he)固體表(biao)面(mian)共存的(de)(de)真正化(hua)(hua)學(xue)鍵。如(ru)果在(zai)有(you)(you)利的(de)(de)溫度(du)和(he)壓力(li)條件下在(zai)所有(you)(you)表(biao)面(mian)發(fa)(fa)(fa)生物(wu)理吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)，化(hua)(hua)學(xue)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)只發(fa)(fa)(fa)生在(zai)某些(xie)表(biao)面(mian)，只發(fa)(fa)(fa)生在(zai)這(zhe)(zhe)些(xie)表(biao)面(mian)沒有(you)(you)其他吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)物(wu)時(shi)。化(hua)(hua)學(xue)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)停(ting)止，當吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)不(bu)(bu)再直接接觸表(biao)面(mian)時(shi)。因(yin)此，它是一個單(dan)層過程(cheng)。物(wu)理吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)和(he)化(hua)(hua)學(xue)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)通常同樣快。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)中的(de)(de)速率決定步驟(zou)不(bu)(bu)是吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)本身。確定活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)孔(kong)隙周圍顆粒邊界層的(de)(de)質(zhi)量(liang)傳(chuan)遞(di)和(he)質(zhi)量(liang)傳(chuan)遞(di)形成速率的(de)(de)步驟(zou)。

　　為(wei)了分析氯(lv)化(hua)氫(qing)對活性炭(tan)吸附(fu)能力(li)的影響，使用100和(he)1000ppmv氯(lv)化(hua)氫(qing)含量(liang)測(ce)試(shi)氣(qi)(qi)體(ti)與氮氣(qi)(qi)平衡。將這些(xie)氣(qi)(qi)體(ti)混合(he)并裝(zhuang)瓶。混合(he)試(shi)驗氣(qi)(qi)體(ti)的相對測(ce)量(liang)不確(que)定度為(wei)3%。這意味著對于10000ppmv氯(lv)化(hua)氫(qing)氣(qi)(qi)體(ti)混合(he)物1000ppmv氯(lv)化(hua)氫(qing)氣(qi)(qi)體(ti)混合(he)物的準確(que)性為(wei)3和(he)30ppmv。100ppmv氯(lv)化(hua)氫(qing)和(he)200ppmv氣(qi)(qi)體(ti)混合(he)物硫(liu)化(hua)氫(qing)。

　　發現隨著(zhu)消耗量的(de)增加，活(huo)性炭從飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)去(qu)除(chu)氡的(de)吸附(fu)效(xiao)率降低。他們(men)報告說，在水(shui)(shui)處(chu)理系(xi)統中(zhong)(zhong)添加活(huo)性炭色譜柱以去(qu)除(chu)氡。初(chu)始清除(chu)率為64%，連續一個月降至20%。對(dui)不同類型活(huo)性炭從水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)去(qu)除(chu)中(zhong)(zhong)級氡的(de)比(bi)較研究。本研究對(dui)設計用(yong)(yong)于從供水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)去(qu)除(chu)中(zhong)(zhong)度氡濃度的(de)活(huo)性炭吸附(fu)系(xi)統有用(yong)(yong)。

　　去(qu)除不同活性炭/水比(bi)氡的(de)效率

　　顯示了三個重復實驗(yan)確定的(de)(de)(de)不同活(huo)性炭(tan)(tan)/水(shui)(shui)比的(de)(de)(de)氡(dong)去(qu)除結果。從1:1000到(dao)4:1000活(huo)性炭(tan)(tan)/水(shui)(shui)的(de)(de)(de)比例來(lai)看，從水(shui)(shui)中去(qu)除氡(dong)有(you)更大的(de)(de)(de)增加。進(jin)一(yi)步增加活(huo)性炭(tan)(tan)/水(shui)(shui)比緩慢(man)影響(xiang)氡(dong)去(qu)除。對(dui)氡(dong)物(wu)理(li)衰減的(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)氡(dong)值進(jin)行校正和(he)去(qu)除。與其他類似的(de)(de)(de)研究結果一(yi)致。這些研究建議在水(shui)(shui)體積小的(de)(de)(de)情況(kuang)下使用活(huo)性炭(tan)(tan)，以便氡(dong)去(qu)除*少的(de)(de)(de)活(huo)性炭(tan)(tan)。保(bao)持(chi)治療設施的(de)(de)(de)運行成(cheng)本盡可能低(di)是非常重要的(de)(de)(de)。此(ci)外，使用活(huo)性炭(tan)(tan)系統會導致碳過濾器被子pb-污染210(氡(dong)衍生(sheng)物(wu))。因此(ci)，活(huo)性炭(tan)(tan)*終將成(cheng)為(wei)需要妥善管理(li)的(de)(de)(de)放射性廢物(wu)。

　　影響活性炭方法效率的因素

　　樣品(0.5、1、2、6、12、24小時)的(de)(de)結果 表1中。隨(sui)著接觸時間的(de)(de)增加，水中存在的(de)(de)氡的(de)(de)相對(dui)量圖2所示的(de)(de)曲線進一步表示。圖中上部曲線表示瓶(ping)中氡的(de)(de)自然衰(shuai)(shuai)變，不含(han)任何(he)活性炭。這是(shi)為了(le)減(jian)少氡濃度(du)的(de)(de)校正，而(er)不是(shi)因為添加了(le)任何(he)GAC。通過(guo)對(dui)這些(xie)曲線的(de)(de)比較，很明(ming)顯，在擴大水量的(de)(de)同時，活性炭的(de)(de)吸附效果較差。接觸時間24小時后，每處(chu)理(li)體(ti)積(ji)(250、500、1000ml)與5克活性炭接觸的(de)(de)氡相對(dui)量分(fen)別為8%、19%和25%。物理(li)衰(shuai)(shuai)減(jian)引起的(de)(de)氡減(jian)少后，這些(xie)值上升到23%、33%和40%。

　　再生活性炭的效率

　　在(zai)150℃24小時內再(zai)次(ci)活(huo)(huo)化活(huo)(huo)性炭，重復使用不會(hui)影響其對(dui)氡(dong)(dong)的(de)吸附(fu)(fu)能(neng)力(li)。8次(ci)再(zai)生或(huo)所(suo)謂(wei)活(huo)(huo)性炭再(zai)生，并(bing)以圖3所(suo)示(shi)的(de)一般方(fang)式測試氡(dong)(dong)吸附(fu)(fu)能(neng)力(li)。對(dui)于每次(ci)再(zai)生，活(huo)(huo)性炭的(de)吸附(fu)(fu)容量(liang)略(lve)有變化，但當(dang)重復使用幾次(ci)時，活(huo)(huo)性炭在(zai)從水中去除的(de)氡(dong)(dong)中仍然(ran)有效(xiao)。活(huo)(huo)性炭吸附(fu)(fu)容量(liang)大(da)量(liang)消(xiao)耗。然(ran)而，應該(gai)(gai)注意的(de)是，活(huo)(huo)性炭積累(lei)了長壽命的(de)放射性，因(yin)此應該(gai)(gai)在(zai)重復使用后更換(huan)，因(yin)為它可以變得有害(hai)γ輻(fu)射源(yuan)。

　　對活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)過(guo)濾方法進行了測(ce)(ce)試。大約(yue)78%的(de)富水(shui)用于人工去(qu)(qu)除(chu)氡(dong)。發現(xian)熱量有效地(di)從(cong)(cong)水(shui)中(zhong)去(qu)(qu)除(chu)氡(dong)。從(cong)(cong)保持在39℃水(shui)中(zhong)測(ce)(ce)量的(de)氡(dong)度(du)下，水(shui)中(zhong)測(ce)(ce)量的(de)氡(dong)去(qu)(qu)除(chu)量達到76%左右。通過(guo)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)從(cong)(cong)水(shui)中(zhong)去(qu)(qu)除(chu)氡(dong)，遵循*佳活(huo)化(hua)過(guo)程(cheng)。*佳活(huo)化(hua)溫(wen)度(du)為150℃，*佳活(huo)化(hua)時(shi)間為2小時(shi)。從(cong)(cong)水(shui)中(zhong)去(qu)(qu)除(chu)氡(dong)所(suo)需的(de)*佳活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)量是處理(li)水(shui)體(ti)積和水(shui)與活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)接觸時(shi)間的(de)函數。

　　*后(hou)，活性(xing)炭(tan)(tan)的再生可以(yi)重復使用。活性(xing)炭(tan)(tan)過(guo)(guo)濾器中建立的放射性(xing)是再生過(guo)(guo)程的主要限制。由(you)于特殊活性(xing)炭(tan)(tan)過(guo)(guo)濾價格昂貴，建議使用少(shao)量活性(xing)炭(tan)(tan)。