活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為什么(me)許(xu)多柴(chai)油(you)和其他礦(kuang)物(wu)燃(ran)料需要活(huo)性(xing)炭脫硫，因為現在已經實施了(le)嚴格的(de)規(gui)定來規(gui)范(fan)運輸燃(ran)料的(de)硫含量。柴(chai)油(you)機的(de)新規(gui)定將(jiang)S級從400-500左(zuo)右ppm減少到10-15ppm S.近零硫(NZS)柴(chai)油(you)15ppm或更低的(de)柴(chai)油(you)燃(ran)料允許(xu)先(xian)進(jin)的(de)發動機尾(wei)氣凈化裝置有效減少排放和去除顆粒物(wu)。由(you)于脫硫過(guo)程(cheng)中的(de)額外要求，煉油(you)廠的(de)長期經濟(ji)越來越受到重視(shi)。

　　雖(sui)然(ran)生(sheng)產超(chao)低硫(liu)(liu)柴油可以很(hen)容易(yi)地使用(ULSD)，但氧化(hua)脫硫(liu)(liu)等替代脫硫(liu)(liu)技術(shu)(ODS)，有(you)機硫(liu)(liu)化(hua)合物(wu)種吸附劑(ji)的有(you)機硫(liu)(liu)化(hua)合物(wu) 廣泛的探索和發展。

　　*近，活(huo)(huo)性炭已經被認可(ke)并被廣泛(fan)用(yong)作氣相(xiang)和液相(xiang)吸附(fu)劑(ji)中用(yong)于去除有機(ji)硫化(hua)合物的吸附(fu)劑(ji)，主要(yao)是(shi)由于活(huo)(huo)性炭擁有非常高的表面積，較(jiao)大的孔體積和可(ke)調(diao)的表面性質。然(ran)而(er)，選擇性吸附(fu)技術對脫硫的競爭(zheng)力可(ke)能是(shi)多環(huan)芳烴(PAHs)競爭(zheng)吸附(fu)的強(qiang)烈影響。在(zai)這一貢(gong)獻中，我們報(bao)告(gao)了活(huo)(huo)性炭上多環(huan)芳香族硫雜環(huan)和多環(huan)芳烴的吸附(fu)比較(jiao)研究(jiu)。

　　活性炭脫硫試驗

　　本(ben)研究(jiu)中使(shi)用的(de)所(suo)有活(huo)性炭均(jun)為不同前(qian)體材料獲得的(de)活(huo)性炭，包括(kuo)礦(kuang)物和纖維材料。使(shi)用BET和FTIR表示吸附(fu)前(qian)后(hou)的(de)樣品(pin)。使(shi)用XRF和總S分析(xi)儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫(liu)分析(xi)。在固定床吸附(fu)系統中進行(xing)(xing)動(dong)(dong)態吸附(fu)實(shi)驗，允(yun)許樣品(pin)在規定的(de)時(shi)間間隔內自動(dong)(dong)收集。此外，還進行(xing)(xing)了(le)批量吸附(fu)實(shi)驗。

　　活性炭參數

　　柴(chai)油(you)機(ji)和(he)含有芳烴和(he)硫(liu)化(hua)合物的模(mo)型柴(chai)油(you)機(ji)在批量和(he)流(liu)動吸附(fu)模(mo)式(shi)下吸附(fu)在幾種活性(xing)炭上。吸附(fu)結(jie)果表(biao)明，吸附(fu)能力(li)強烈依賴于活性(xing)炭的性(xing)質。

　　為(wei)了(le)更好地了(le)解吸附(fu)機制，進行了(le)工作PASHs和PAHs朗格繆爾吸附(fu)等(deng)溫(wen)(wen)線。從等(deng)溫(wen)(wen)線估計(ji)參數(shu)(shu)(K L * q m)，其中K L表示吸附(fu)平衡(heng)常(chang)數(shu)(shu)，q m表示*大吸附(fu)容量。參數(shu)(shu)(K L * q m)與吸附(fu)強度相關的特征常(chang)數(shu)(shu)反(fan)映了(le)每(mei)種吸附(fu)劑對吸附(fu)劑的親和力(li)。圖中總結(jie)了(le)幾種模型化合物的結(jie)果(guo)。

　　吸(xi)(xi)附(fu)結果表明(ming)，具有多環(huan)(huan)(huan)芳(fang)(fang)族骨架結構的(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)親和(he)力主要受芳(fang)(fang)環(huan)(huan)(huan)與(yu)(yu)活性炭圖形結構之間(jian)的(de)(de)影響π-π控制分(fen)(fen)散(san)相互(hu)作用(yong)。另外，電子(zi)給體(ti) - 受體(ti)機制對含硫原(yuan)子(zi)的(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)也起著重要作用(yong)。此外，為了(le)有效吸(xi)(xi)附(fu)大分(fen)(fen)子(zi)，吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)孔徑不僅應(ying)大于吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)臨(lin)界直徑，而(er)且應(ying)足夠寬，以(yi)減少(shao)吸(xi)(xi)附(fu)過程中的(de)(de)擴(kuo)散(san)動力阻力處理。根據這項研究(jiu)，可以(yi)得出結論，幾種(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)選擇性萘(nai)順序增加(jia)< 二(er)苯并吡啶二(er)苯。主要是由于分(fen)(fen)子(zi)直徑與(yu)(yu)吸(xi)(xi)附(fu)機理的(de)(de)結構、相似性，PASHs與(yu)(yu)多環(huan)(huan)(huan)芳(fang)(fang)烴的(de)(de)競(jing)爭吸(xi)(xi)附(fu)PAHs的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)量顯著降低。