活性炭吸附氯化氫-燃(ran)料電池(chi)應用

　　活性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)氯化(hua)(hua)氫(qing)-燃料電(dian)池的應用，在固(gu)體氧(yang)化(hua)(hua)物燃料電(dian)池的應用中(zhong)，氯化(hua)(hua)氫(qing)和(he)硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)的氣(qi)體會影響電(dian)池的性(xing)能(neng)(neng)，因(yin)此非常必要的。使用吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)凈(jing)化(hua)(hua)氣(qi)體是一種非常適用的方法。在本期中(zhong)，我們(men)對幾(ji)種活性(xing)炭(tan)、改性(xing)活性(xing)炭(tan)和(he)其他吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的吸(xi)(xi)附(fu)等吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的吸(xi)(xi)附(fu)能(neng)(neng)力。氯化(hua)(hua)氫(qing)和(he)硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)用浸漬活性(xing)炭(tan)和(he)金屬氧(yang)化(hua)(hua)物吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)去(qu)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。活性炭只能吸收氯化氫的(de)一部(bu)分，所以(yi)我們這(zhe)次使用的(de)活性(xing)炭是(shi)經(jing)過改性(xing)的(de)。

　　活性炭吸(xi)附劑(ji)試(shi)驗試(shi)驗

　　兩種(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑的(de)物(wu)(wu)理特性：碳酸鉀浸漬活性炭和(he)(he)其(qi)他混合物(wu)(wu)。硫(liu)化(hua)氫和(he)(he)氯化(hua)氫等高揮發性和(he)(he)有(you)害物(wu)(wu)質只(zhi)(zhi)在(zai)很(hen)小程度(du)上(shang)(shang)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)在(zai)活性炭上(shang)(shang)。因此，純物(wu)(wu)理吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)過程是(shi)(shi)不可(ke)行的(de)。化(hua)學(xue)(xue)(xue)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)需(xu)要去除這(zhe)些(xie)(xie)污染物(wu)(wu)，比物(wu)(wu)理吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)強得(de)多。相互作用是(shi)(shi)氣體和(he)(he)固體表面共(gong)存的(de)真正化(hua)學(xue)(xue)(xue)鍵。如(ru)果在(zai)有(you)利的(de)溫度(du)和(he)(he)壓力(li)條件下(xia)在(zai)所有(you)表面發生物(wu)(wu)理吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)，化(hua)學(xue)(xue)(xue)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)只(zhi)(zhi)發生在(zai)某些(xie)(xie)表面，只(zhi)(zhi)發生在(zai)這(zhe)些(xie)(xie)表面沒有(you)其(qi)他吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)物(wu)(wu)時。化(hua)學(xue)(xue)(xue)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)停止，當(dang)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)不再直接(jie)接(jie)觸表面時。因此，它是(shi)(shi)一個單(dan)層(ceng)過程。物(wu)(wu)理吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)和(he)(he)化(hua)學(xue)(xue)(xue)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)通(tong)常同樣快。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)中的(de)速(su)率(lv)決定步(bu)驟不是(shi)(shi)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)本身。確定活性炭孔隙周圍顆粒邊(bian)界層(ceng)的(de)質量傳遞和(he)(he)質量傳遞形成(cheng)速(su)率(lv)的(de)步(bu)驟。

　　為了分析(xi)氯(lv)化(hua)氫(qing)(qing)對活性炭吸(xi)附(fu)能力的影響，使(shi)用(yong)100和(he)1000ppmv氯(lv)化(hua)氫(qing)(qing)含量測試氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)與(yu)氮氣(qi)(qi)平衡。將這些氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)混(hun)合(he)并裝瓶。混(hun)合(he)試驗氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)的相對測量不確定度為3%。這意味著對于(yu)10000ppmv氯(lv)化(hua)氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)混(hun)合(he)物1000ppmv氯(lv)化(hua)氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)混(hun)合(he)物的準確性為3和(he)30ppmv。100ppmv氯(lv)化(hua)氫(qing)(qing)和(he)200ppmv氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)混(hun)合(he)物硫化(hua)氫(qing)(qing)。

　　發現隨著(zhu)消耗量的增加，活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)從飲用(yong)水(shui)(shui)中去(qu)除氡(dong)的吸附效率(lv)降低(di)。他們報告說，在水(shui)(shui)處理系(xi)統中添加活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)色譜柱以去(qu)除氡(dong)。初(chu)始清除率(lv)為64%，連續一個月降至20%。對不同類(lei)型活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)從水(shui)(shui)中去(qu)除中級(ji)氡(dong)的比較研(yan)究。本研(yan)究對設計用(yong)于(yu)從供水(shui)(shui)中去(qu)除中度(du)氡(dong)濃度(du)的活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附系(xi)統有用(yong)。

　　去除不同(tong)活(huo)性炭/水比氡(dong)的效(xiao)率

　　顯示了(le)三個重復(fu)實(shi)驗確定的(de)(de)(de)(de)不同活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭/水比(bi)的(de)(de)(de)(de)氡(dong)(dong)去除結(jie)果。從(cong)(cong)1:1000到4:1000活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭/水的(de)(de)(de)(de)比(bi)例(li)來(lai)看，從(cong)(cong)水中去除氡(dong)(dong)有更大的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加。進一(yi)步增(zeng)(zeng)加活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭/水比(bi)緩慢影響氡(dong)(dong)去除。對氡(dong)(dong)物(wu)理衰減(jian)的(de)(de)(de)(de)相對氡(dong)(dong)值進行校(xiao)正和去除。與其他(ta)類似的(de)(de)(de)(de)研究結(jie)果一(yi)致。這(zhe)些研究建議在水體積(ji)小的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下使用活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭，以便氡(dong)(dong)去除*少的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭。保(bao)持治療設施的(de)(de)(de)(de)運行成(cheng)本盡(jin)可能低是非常重要的(de)(de)(de)(de)。此外，使用活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭系統會導致碳過濾器被子pb-污(wu)染210(氡(dong)(dong)衍生物(wu))。因此，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭*終(zhong)將成(cheng)為需要妥善管理的(de)(de)(de)(de)放射性(xing)廢物(wu)。

　　影響活性炭(tan)方法(fa)效率(lv)的因素(su)

　　樣品(0.5、1、2、6、12、24小時(shi)(shi))的(de)(de)(de)結果 表1中。隨(sui)著(zhu)接觸(chu)時(shi)(shi)間的(de)(de)(de)增加，水中存在的(de)(de)(de)氡的(de)(de)(de)相對量(liang)圖(tu)2所示的(de)(de)(de)曲線進一步表示。圖(tu)中上部曲線表示瓶中氡的(de)(de)(de)自然衰變，不含任(ren)何活(huo)性(xing)炭(tan)。這是為了減少氡濃度的(de)(de)(de)校正，而不是因為添(tian)加了任(ren)何GAC。通過對這些(xie)曲線的(de)(de)(de)比(bi)較(jiao)，很明顯，在擴大水量(liang)的(de)(de)(de)同時(shi)(shi)，活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)吸附(fu)效果較(jiao)差。接觸(chu)時(shi)(shi)間24小時(shi)(shi)后，每(mei)處理體積(ji)(250、500、1000ml)與5克活(huo)性(xing)炭(tan)接觸(chu)的(de)(de)(de)氡相對量(liang)分別為8%、19%和(he)25%。物理衰減引起的(de)(de)(de)氡減少后，這些(xie)值(zhi)上升到23%、33%和(he)40%。

　　再生活性炭的效率(lv)

　　在150℃24小時(shi)內再次活(huo)化活(huo)性(xing)炭(tan)，重復使用(yong)不會影響(xiang)其(qi)對氡(dong)的(de)吸(xi)附(fu)能(neng)力。8次再生(sheng)(sheng)或所謂活(huo)性(xing)炭(tan)再生(sheng)(sheng)，并以圖(tu)3所示的(de)一般方式測試氡(dong)吸(xi)附(fu)能(neng)力。對于每次再生(sheng)(sheng)，活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)吸(xi)附(fu)容量略有變化，但當(dang)重復使用(yong)幾次時(shi)，活(huo)性(xing)炭(tan)在從水中去(qu)除的(de)氡(dong)中仍(reng)然(ran)有效。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)容量大量消耗。然(ran)而，應(ying)該注意的(de)是，活(huo)性(xing)炭(tan)積累了長壽命的(de)放(fang)射(she)性(xing)，因(yin)此(ci)應(ying)該在重復使用(yong)后更換，因(yin)為(wei)它可以變得有害(hai)γ輻(fu)射(she)源(yuan)。

　　對活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)過濾方法進行了測(ce)試(shi)。大約78%的(de)(de)富水(shui)(shui)用(yong)于人工去(qu)除氡(dong)。發(fa)現熱(re)量有效地從(cong)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)去(qu)除氡(dong)。從(cong)保持在39℃水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)測(ce)量的(de)(de)氡(dong)度(du)下，水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)測(ce)量的(de)(de)氡(dong)去(qu)除量達(da)到76%左(zuo)右。通過活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)從(cong)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)去(qu)除氡(dong)，遵循*佳(jia)活(huo)(huo)化過程。*佳(jia)活(huo)(huo)化溫(wen)度(du)為(wei)150℃，*佳(jia)活(huo)(huo)化時間為(wei)2小時。從(cong)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)去(qu)除氡(dong)所需的(de)(de)*佳(jia)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)量是(shi)處(chu)理水(shui)(shui)體積和(he)水(shui)(shui)與活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)接觸時間的(de)(de)函數。

　　*后，活性(xing)炭的(de)再(zai)生可以重復使(shi)用(yong)。活性(xing)炭過濾器中(zhong)建(jian)立(li)的(de)放射(she)性(xing)是再(zai)生過程的(de)主要限制。由(you)于特殊活性(xing)炭過濾價格昂貴，建(jian)議使(shi)用(yong)少量活性(xing)炭。