活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為什么(me)許多柴(chai)油和其他礦物(wu)燃料(liao)需要活(huo)性炭脫(tuo)硫，因(yin)為現在已經實施了嚴格的(de)(de)規定(ding)來(lai)(lai)規范運輸燃料(liao)的(de)(de)硫含量。柴(chai)油機的(de)(de)新規定(ding)將S級從400-500左右ppm減少到10-15ppm S.近零硫(NZS)柴(chai)油15ppm或更低的(de)(de)柴(chai)油燃料(liao)允(yun)許先(xian)進(jin)的(de)(de)發動機尾(wei)氣凈化裝置有效(xiao)減少排放(fang)和去除顆粒物(wu)。由于(yu)脫(tuo)硫過程中的(de)(de)額外要求，煉(lian)油廠的(de)(de)長(chang)期經濟越來(lai)(lai)越受到重視。

　　雖(sui)然生產超低硫柴油(you)可以很容(rong)易(yi)地使用(ULSD)，但氧化脫(tuo)硫等(deng)替代脫(tuo)硫技術(ODS)，有機硫化合(he)物(wu)種吸(xi)附劑的有機硫化合(he)物(wu) 廣泛的探索(suo)和發展(zhan)。

　　*近，活(huo)性(xing)炭已(yi)經被(bei)認可并被(bei)廣泛用作氣相和(he)液相吸附劑(ji)中用于去除有機硫(liu)化合(he)物的(de)吸附劑(ji)，主要(yao)是(shi)由(you)于活(huo)性(xing)炭擁有非常(chang)高(gao)的(de)表面積，較大的(de)孔體積和(he)可調的(de)表面性(xing)質。然而，選(xuan)擇性(xing)吸附技術對(dui)脫硫(liu)的(de)競(jing)爭力可能是(shi)多(duo)環(huan)(huan)芳烴(PAHs)競(jing)爭吸附的(de)強烈影響。在(zai)這一貢(gong)獻中，我(wo)們報告(gao)了活(huo)性(xing)炭上多(duo)環(huan)(huan)芳香(xiang)族硫(liu)雜環(huan)(huan)和(he)多(duo)環(huan)(huan)芳烴的(de)吸附比較研究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研究中使用(yong)的(de)(de)(de)所有活(huo)性(xing)炭(tan)均(jun)為不同前體材料獲得的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)，包括礦物和纖(xian)維材料。使用(yong)BET和FTIR表示吸(xi)附前后的(de)(de)(de)樣(yang)品。使用(yong)XRF和總S分析儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫分析。在固定床(chuang)吸(xi)附系統中進行動態(tai)吸(xi)附實驗(yan)，允許樣(yang)品在規定的(de)(de)(de)時間間隔內(nei)自動收(shou)集。此外(wai)，還進行了(le)批量吸(xi)附實驗(yan)。

　　活性炭參數

　　柴油機(ji)和含有芳烴和硫化合物的(de)模(mo)型柴油機(ji)在批量(liang)和流動吸(xi)附模(mo)式下(xia)吸(xi)附在幾(ji)種(zhong)活(huo)性炭上(shang)。吸(xi)附結果表明(ming)，吸(xi)附能力強烈依賴(lai)于活(huo)性炭的(de)性質。

　　為了(le)更好地了(le)解(jie)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)機制，進行了(le)工作PASHs和PAHs朗(lang)格繆爾吸(xi)(xi)附(fu)(fu)等(deng)溫(wen)線(xian)。從(cong)等(deng)溫(wen)線(xian)估計參(can)數(shu)(K L * q m)，其中(zhong)K L表示(shi)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)平衡(heng)常數(shu)，q m表示(shi)*大(da)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)容量。參(can)數(shu)(K L * q m)與吸(xi)(xi)附(fu)(fu)強度相(xiang)關的特征常數(shu)反映了(le)每種(zhong)(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)對吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的親和力。圖中(zhong)總結(jie)了(le)幾種(zhong)(zhong)模(mo)型化(hua)合(he)物的結(jie)果。

　　吸(xi)附(fu)(fu)(fu)結(jie)果表明，具有多環(huan)芳族骨架結(jie)構的分(fen)子(zi)(zi)(zi)的吸(xi)附(fu)(fu)(fu)親和力(li)主要(yao)受(shou)芳環(huan)與活性炭圖形(xing)結(jie)構之間的影響π-π控制(zhi)分(fen)散(san)相(xiang)互作(zuo)用。另外，電子(zi)(zi)(zi)給體(ti) - 受(shou)體(ti)機制(zhi)對含(han)硫原子(zi)(zi)(zi)的分(fen)子(zi)(zi)(zi)也起著重要(yao)作(zuo)用。此外，為了有效(xiao)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)大分(fen)子(zi)(zi)(zi)，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的孔徑不僅應(ying)大于吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的臨界直(zhi)徑，而且應(ying)足夠(gou)寬(kuan)，以(yi)(yi)減(jian)少(shao)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)過程(cheng)中的擴散(san)動(dong)力(li)阻力(li)處理。根據這項研究，可以(yi)(yi)得出結(jie)論，幾種吸(xi)附(fu)(fu)(fu)選擇性萘(nai)順序增加< 二苯(ben)并(bing)吡(bi)啶二苯(ben)。主要(yao)是由于分(fen)子(zi)(zi)(zi)直(zhi)徑與吸(xi)附(fu)(fu)(fu)機理的結(jie)構、相(xiang)似性，PASHs與多環(huan)芳烴的競爭吸(xi)附(fu)(fu)(fu)PAHs的吸(xi)附(fu)(fu)(fu)量顯著降低。