活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為什(shen)么許(xu)多柴油和其他礦物(wu)燃料(liao)需要活性炭脫(tuo)硫，因為現在已經實(shi)施了嚴格的(de)規(gui)定(ding)(ding)來規(gui)范運(yun)輸燃料(liao)的(de)硫含量(liang)。柴油機的(de)新規(gui)定(ding)(ding)將S級從400-500左(zuo)右(you)ppm減少(shao)到10-15ppm S.近零硫(NZS)柴油15ppm或(huo)更低(di)的(de)柴油燃料(liao)允許(xu)先進的(de)發動機尾(wei)氣凈(jing)化裝(zhuang)置(zhi)有效減少(shao)排放和去(qu)除(chu)顆(ke)粒物(wu)。由于脫(tuo)硫過程中的(de)額外要求(qiu)，煉油廠的(de)長期經濟(ji)越(yue)來越(yue)受到重視。

　　雖然生產超低硫(liu)(liu)柴油可以(yi)很容易(yi)地使用(ULSD)，但氧化(hua)脫硫(liu)(liu)等(deng)替(ti)代脫硫(liu)(liu)技術(ODS)，有(you)機硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物種吸附劑的有(you)機硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物 廣(guang)泛(fan)的探索和發展。

　　*近，活性炭(tan)(tan)已經被(bei)認可(ke)并(bing)被(bei)廣(guang)泛用作氣相和(he)液(ye)相吸附(fu)劑中用于去除有機硫(liu)(liu)化合物(wu)的(de)吸附(fu)劑，主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)由于活性炭(tan)(tan)擁有非常高的(de)表面積(ji)(ji)，較大(da)的(de)孔體積(ji)(ji)和(he)可(ke)調(diao)的(de)表面性質。然而，選擇性吸附(fu)技術(shu)對脫硫(liu)(liu)的(de)競爭力可(ke)能是(shi)(shi)多(duo)環(huan)芳(fang)烴(jing)(PAHs)競爭吸附(fu)的(de)強烈影響。在這一(yi)貢獻中，我(wo)們(men)報(bao)告(gao)了活性炭(tan)(tan)上(shang)多(duo)環(huan)芳(fang)香(xiang)族硫(liu)(liu)雜(za)環(huan)和(he)多(duo)環(huan)芳(fang)烴(jing)的(de)吸附(fu)比較研究(jiu)。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研究中使用(yong)的(de)(de)所有活性(xing)炭均為不同前體材料獲得的(de)(de)活性(xing)炭，包括礦物和纖維材料。使用(yong)BET和FTIR表示(shi)吸附(fu)前后的(de)(de)樣品(pin)。使用(yong)XRF和總(zong)S分(fen)析儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫分(fen)析。在固定(ding)床吸附(fu)系統中進行動態吸附(fu)實(shi)驗(yan)，允許樣品(pin)在規定(ding)的(de)(de)時間(jian)間(jian)隔(ge)內自動收集。此(ci)外(wai)，還進行了批量吸附(fu)實(shi)驗(yan)。

　　活性炭參數

　　柴(chai)油機和含有芳烴(jing)和硫化(hua)合物(wu)的模型柴(chai)油機在批量和流(liu)動吸(xi)附(fu)模式下吸(xi)附(fu)在幾種活(huo)性(xing)炭上。吸(xi)附(fu)結(jie)果表明，吸(xi)附(fu)能力強烈依賴于活(huo)性(xing)炭的性(xing)質。

　　為了更(geng)好地(di)了解吸(xi)(xi)附(fu)(fu)機制，進行了工作(zuo)PASHs和PAHs朗格繆爾吸(xi)(xi)附(fu)(fu)等溫線。從等溫線估計參數(shu)(K L * q m)，其(qi)中(zhong)K L表示吸(xi)(xi)附(fu)(fu)平(ping)衡常數(shu)，q m表示*大(da)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)容量。參數(shu)(K L * q m)與吸(xi)(xi)附(fu)(fu)強度相關(guan)的特征常數(shu)反映了每種吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑對吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的親和力。圖中(zhong)總結了幾種模型化合物的結果。

　　吸附(fu)(fu)結果(guo)表明，具有多(duo)環(huan)芳(fang)族骨(gu)架結構(gou)的(de)(de)分子(zi)的(de)(de)吸附(fu)(fu)親和力主(zhu)要受(shou)芳(fang)環(huan)與活性炭圖形結構(gou)之間的(de)(de)影響π-π控(kong)制(zhi)分散(san)相(xiang)互作用。另外(wai)，電子(zi)給體(ti) - 受(shou)體(ti)機制(zhi)對含硫原(yuan)子(zi)的(de)(de)分子(zi)也起著(zhu)重要作用。此外(wai)，為了(le)有效吸附(fu)(fu)大分子(zi)，吸附(fu)(fu)劑的(de)(de)孔(kong)徑不(bu)僅應大于吸附(fu)(fu)劑的(de)(de)臨界直(zhi)徑，而且應足夠寬，以減少吸附(fu)(fu)過程中的(de)(de)擴散(san)動力阻力處理(li)。根據這項研究，可以得出(chu)結論，幾種吸附(fu)(fu)選擇性萘(nai)順序增加< 二苯并吡啶二苯。主(zhu)要是由于分子(zi)直(zhi)徑與吸附(fu)(fu)機理(li)的(de)(de)結構(gou)、相(xiang)似性，PASHs與多(duo)環(huan)芳(fang)烴的(de)(de)競爭吸附(fu)(fu)PAHs的(de)(de)吸附(fu)(fu)量顯著(zhu)降低。