活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為什么(me)許多柴(chai)油(you)和其他(ta)礦物燃(ran)料需要活性炭(tan)脫硫，因(yin)為現在(zai)已(yi)經實施了嚴格的規定來規范運(yun)輸燃(ran)料的硫含量。柴(chai)油(you)機的新(xin)規定將S級從400-500左右ppm減少到10-15ppm S.近零硫(NZS)柴(chai)油(you)15ppm或(huo)更低(di)的柴(chai)油(you)燃(ran)料允許先(xian)進的發動機尾氣凈化(hua)裝置有效減少排放和去除顆粒物。由于脫硫過程中(zhong)的額外要求，煉油(you)廠的長期經濟越來越受(shou)到重視(shi)。

　　雖然生產(chan)超低硫(liu)(liu)柴油(you)可以(yi)很容(rong)易地使用(ULSD)，但氧化(hua)脫硫(liu)(liu)等替代(dai)脫硫(liu)(liu)技術(ODS)，有機(ji)硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物(wu)種吸(xi)附(fu)劑(ji)的有機(ji)硫(liu)(liu)化(hua)合(he)物(wu) 廣泛的探(tan)索和發展。

　　*近，活性(xing)炭已經被認可并被廣泛用(yong)作氣相和液(ye)相吸(xi)附劑中(zhong)用(yong)于去除有機硫化合物(wu)的(de)吸(xi)附劑，主要(yao)是由于活性(xing)炭擁有非(fei)常(chang)高的(de)表面積，較大(da)的(de)孔體積和可調的(de)表面性(xing)質(zhi)。然(ran)而，選擇(ze)性(xing)吸(xi)附技術對脫硫的(de)競爭力可能(neng)是多(duo)(duo)環(huan)芳烴(PAHs)競爭吸(xi)附的(de)強烈影響。在這(zhe)一(yi)貢獻中(zhong)，我們報(bao)告了活性(xing)炭上(shang)多(duo)(duo)環(huan)芳香族硫雜環(huan)和多(duo)(duo)環(huan)芳烴的(de)吸(xi)附比較研究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研究中使(shi)(shi)用(yong)的所有活(huo)性炭均(jun)為不(bu)同前體(ti)材料獲得的活(huo)性炭，包(bao)括礦(kuang)物和纖維材料。使(shi)(shi)用(yong)BET和FTIR表示吸附(fu)(fu)前后的樣品。使(shi)(shi)用(yong)XRF和總S分(fen)析儀(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫分(fen)析。在(zai)固定床吸附(fu)(fu)系(xi)統中進(jin)行動(dong)態吸附(fu)(fu)實(shi)(shi)驗，允(yun)許樣品在(zai)規定的時間(jian)間(jian)隔(ge)內自動(dong)收集。此外(wai)，還進(jin)行了批量吸附(fu)(fu)實(shi)(shi)驗。

　　活性炭參數

　　柴油(you)機和(he)含(han)有(you)芳烴和(he)硫化合物的模型柴油(you)機在批(pi)量(liang)和(he)流動吸(xi)附模式下吸(xi)附在幾種(zhong)活(huo)性炭上。吸(xi)附結果(guo)表明，吸(xi)附能力(li)強烈依(yi)賴(lai)于活(huo)性炭的性質。

　　為(wei)了(le)更好地了(le)解(jie)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)機(ji)制，進行(xing)了(le)工作PASHs和PAHs朗格繆爾吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)等溫線(xian)。從等溫線(xian)估計參(can)(can)數(shu)(K L * q m)，其中K L表(biao)示吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)平衡常(chang)數(shu)，q m表(biao)示*大(da)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)容量。參(can)(can)數(shu)(K L * q m)與吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)強度(du)相關的特征(zheng)常(chang)數(shu)反映了(le)每種吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)對吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)的親和力。圖中總結(jie)(jie)了(le)幾種模型(xing)化(hua)合物的結(jie)(jie)果。

　　吸(xi)附(fu)結果表明，具有多(duo)環芳(fang)族(zu)骨架結構的(de)分(fen)子(zi)的(de)吸(xi)附(fu)親和力(li)主要受(shou)芳(fang)環與(yu)活性炭圖形(xing)結構之(zhi)間的(de)影(ying)響π-π控(kong)制(zhi)分(fen)散相互作用(yong)。另外(wai)，電(dian)子(zi)給體 - 受(shou)體機(ji)制(zhi)對含硫原子(zi)的(de)分(fen)子(zi)也起(qi)著重要作用(yong)。此外(wai)，為了有效吸(xi)附(fu)大分(fen)子(zi)，吸(xi)附(fu)劑的(de)孔徑不僅(jin)應大于(yu)(yu)吸(xi)附(fu)劑的(de)臨界直徑，而(er)且應足夠(gou)寬，以減少吸(xi)附(fu)過程(cheng)中的(de)擴散動力(li)阻力(li)處理(li)。根據這項研(yan)究，可以得出結論，幾種吸(xi)附(fu)選擇性萘順序增加(jia)< 二(er)苯并(bing)吡啶二(er)苯。主要是由(you)于(yu)(yu)分(fen)子(zi)直徑與(yu)吸(xi)附(fu)機(ji)理(li)的(de)結構、相似性，PASHs與(yu)多(duo)環芳(fang)烴的(de)競爭吸(xi)附(fu)PAHs的(de)吸(xi)附(fu)量顯著降低。