活性炭(tan)吸(xi)附氯化氫-燃料(liao)電池(chi)應(ying)用

　　活(huo)性炭吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)氯化(hua)氫-燃料(liao)電池(chi)的應(ying)用，在(zai)固體(ti)(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)燃料(liao)電池(chi)的應(ying)用中(zhong)，氯化(hua)氫和硫化(hua)氫的氣(qi)體(ti)(ti)會(hui)影響電池(chi)的性能，因此非常必要的。使用吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)凈化(hua)氣(qi)體(ti)(ti)是一(yi)種(zhong)非常適用的方法。在(zai)本期中(zhong)，我們對幾種(zhong)活(huo)性炭、改性活(huo)性炭和其他(ta)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)的吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)等吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)的吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)能力。氯化(hua)氫和硫化(hua)氫用浸漬活(huo)性炭和金屬氧(yang)化(hua)物(wu)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)去除(chu)。

　　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(hua)氫的一部分，所以我們這次(ci)使用(yong)的活性炭是經過改性的。

　　活性炭吸附劑試(shi)驗(yan)(yan)試(shi)驗(yan)(yan)

　　兩種(zhong)吸附(fu)(fu)劑的(de)(de)物理(li)(li)特性：碳酸鉀浸漬活(huo)性炭(tan)和(he)其(qi)他混合物。硫化(hua)(hua)氫(qing)和(he)氯(lv)化(hua)(hua)氫(qing)等高揮發(fa)(fa)性和(he)有害物質只(zhi)在(zai)(zai)很小程度(du)上吸附(fu)(fu)在(zai)(zai)活(huo)性炭(tan)上。因此(ci)，純物理(li)(li)吸附(fu)(fu)過程是不可行的(de)(de)。化(hua)(hua)學(xue)(xue)吸附(fu)(fu)需要去除這些污染物，比物理(li)(li)吸附(fu)(fu)強得多。相互作用是氣(qi)體和(he)固體表(biao)面(mian)共存的(de)(de)真正化(hua)(hua)學(xue)(xue)鍵。如果在(zai)(zai)有利的(de)(de)溫度(du)和(he)壓(ya)力條件下在(zai)(zai)所有表(biao)面(mian)發(fa)(fa)生(sheng)物理(li)(li)吸附(fu)(fu)，化(hua)(hua)學(xue)(xue)吸附(fu)(fu)只(zhi)發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)某(mou)些表(biao)面(mian)，只(zhi)發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)這些表(biao)面(mian)沒有其(qi)他吸附(fu)(fu)物時。化(hua)(hua)學(xue)(xue)吸附(fu)(fu)停止，當吸附(fu)(fu)不再直接(jie)接(jie)觸表(biao)面(mian)時。因此(ci)，它是一個單(dan)層(ceng)過程。物理(li)(li)吸附(fu)(fu)和(he)化(hua)(hua)學(xue)(xue)吸附(fu)(fu)通常同樣(yang)快(kuai)。吸附(fu)(fu)中的(de)(de)速(su)率(lv)決定(ding)步驟(zou)不是吸附(fu)(fu)本(ben)身。確定(ding)活(huo)性炭(tan)孔隙周圍顆粒邊界層(ceng)的(de)(de)質量(liang)傳(chuan)遞和(he)質量(liang)傳(chuan)遞形成速(su)率(lv)的(de)(de)步驟(zou)。

　　為了分析氯化(hua)(hua)氫對(dui)活性(xing)炭吸附能力的影(ying)響，使用(yong)100和(he)1000ppmv氯化(hua)(hua)氫含量(liang)測試氣(qi)(qi)(qi)體與氮氣(qi)(qi)(qi)平衡。將這些氣(qi)(qi)(qi)體混(hun)合并裝瓶。混(hun)合試驗(yan)氣(qi)(qi)(qi)體的相(xiang)對(dui)測量(liang)不確定度為3%。這意(yi)味(wei)著對(dui)于10000ppmv氯化(hua)(hua)氫氣(qi)(qi)(qi)體混(hun)合物1000ppmv氯化(hua)(hua)氫氣(qi)(qi)(qi)體混(hun)合物的準(zhun)確性(xing)為3和(he)30ppmv。100ppmv氯化(hua)(hua)氫和(he)200ppmv氣(qi)(qi)(qi)體混(hun)合物硫化(hua)(hua)氫。

　　發(fa)現隨(sui)著消耗(hao)量的增加，活性(xing)(xing)炭從飲用(yong)水(shui)中(zhong)(zhong)去除(chu)氡(dong)的吸(xi)附(fu)效率(lv)降低(di)。他們報告說，在水(shui)處理系(xi)統中(zhong)(zhong)添加活性(xing)(xing)炭色(se)譜柱(zhu)以去除(chu)氡(dong)。初始清除(chu)率(lv)為64%，連續一(yi)個月降至20%。對不同類型活性(xing)(xing)炭從水(shui)中(zhong)(zhong)去除(chu)中(zhong)(zhong)級氡(dong)的比(bi)較研(yan)究(jiu)。本研(yan)究(jiu)對設計用(yong)于(yu)從供(gong)水(shui)中(zhong)(zhong)去除(chu)中(zhong)(zhong)度氡(dong)濃度的活性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)系(xi)統有用(yong)。

　　去(qu)除(chu)不同活性炭(tan)/水比氡的效率

　　顯示了三個重(zhong)復實驗確定的(de)(de)(de)不同活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)/水(shui)比(bi)的(de)(de)(de)氡(dong)去除(chu)結果。從1:1000到4:1000活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)/水(shui)的(de)(de)(de)比(bi)例(li)來看，從水(shui)中去除(chu)氡(dong)有更大的(de)(de)(de)增加(jia)。進(jin)一步增加(jia)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)/水(shui)比(bi)緩慢影(ying)響(xiang)氡(dong)去除(chu)。對(dui)氡(dong)物(wu)(wu)理衰減的(de)(de)(de)相對(dui)氡(dong)值進(jin)行校正(zheng)和去除(chu)。與其他類似(si)的(de)(de)(de)研究結果一致。這些(xie)研究建(jian)議在(zai)水(shui)體積(ji)小的(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)使用(yong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)，以便氡(dong)去除(chu)*少的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。保(bao)持治(zhi)療設施(shi)的(de)(de)(de)運行成本盡可能(neng)低是非常重(zhong)要的(de)(de)(de)。此外(wai)，使用(yong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)系統會(hui)導(dao)致碳過濾器被子pb-污(wu)染210(氡(dong)衍生物(wu)(wu))。因此，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)*終(zhong)將成為需要妥善管理的(de)(de)(de)放(fang)射性(xing)(xing)廢物(wu)(wu)。

　　影響活(huo)性炭方法效率的因素

　　樣品(0.5、1、2、6、12、24小時(shi))的(de)(de)結果 表1中。隨著接(jie)(jie)觸時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)增(zeng)加，水中存在的(de)(de)氡(dong)(dong)的(de)(de)相對(dui)量(liang)圖2所示的(de)(de)曲(qu)(qu)線(xian)進一(yi)步表示。圖中上(shang)部曲(qu)(qu)線(xian)表示瓶中氡(dong)(dong)的(de)(de)自然衰變，不含任何(he)活性炭。這是為了減(jian)少氡(dong)(dong)濃(nong)度的(de)(de)校正，而不是因為添加了任何(he)GAC。通過對(dui)這些曲(qu)(qu)線(xian)的(de)(de)比較，很(hen)明顯，在擴(kuo)大水量(liang)的(de)(de)同時(shi)，活性炭的(de)(de)吸附效果較差。接(jie)(jie)觸時(shi)間(jian)(jian)24小時(shi)后，每處理體積(250、500、1000ml)與5克(ke)活性炭接(jie)(jie)觸的(de)(de)氡(dong)(dong)相對(dui)量(liang)分(fen)別為8%、19%和(he)(he)25%。物理衰減(jian)引起的(de)(de)氡(dong)(dong)減(jian)少后，這些值(zhi)上(shang)升到23%、33%和(he)(he)40%。

　　再生活(huo)性(xing)炭(tan)的效率

　　在150℃24小時(shi)內再(zai)次(ci)活(huo)(huo)化活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)，重(zhong)復使(shi)(shi)用不(bu)會影響(xiang)其對氡(dong)的(de)吸(xi)附(fu)能(neng)力。8次(ci)再(zai)生或所(suo)謂活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)再(zai)生，并以圖3所(suo)示的(de)一般(ban)方式測試氡(dong)吸(xi)附(fu)能(neng)力。對于每次(ci)再(zai)生，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)吸(xi)附(fu)容量略有變化，但當重(zhong)復使(shi)(shi)用幾次(ci)時(shi)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)在從水中去除(chu)的(de)氡(dong)中仍(reng)然(ran)有效(xiao)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)容量大量消耗。然(ran)而，應該注(zhu)意的(de)是，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)積累了長(chang)壽命的(de)放射性(xing)(xing)，因此(ci)應該在重(zhong)復使(shi)(shi)用后更換，因為(wei)它可以變得(de)有害γ輻射源。

　　對活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)過(guo)濾方法進(jin)行了測試。大(da)約78%的(de)富水用于人工去(qu)除(chu)氡(dong)。發現熱量(liang)(liang)有效地從水中去(qu)除(chu)氡(dong)。從保持在39℃水中測量(liang)(liang)的(de)氡(dong)度(du)下，水中測量(liang)(liang)的(de)氡(dong)去(qu)除(chu)量(liang)(liang)達到76%左右。通過(guo)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)從水中去(qu)除(chu)氡(dong)，遵(zun)循*佳(jia)活(huo)(huo)化(hua)過(guo)程。*佳(jia)活(huo)(huo)化(hua)溫度(du)為150℃，*佳(jia)活(huo)(huo)化(hua)時間(jian)為2小時。從水中去(qu)除(chu)氡(dong)所需(xu)的(de)*佳(jia)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)量(liang)(liang)是處理水體積和水與活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)接觸時間(jian)的(de)函數。

　　*后(hou)，活性(xing)炭(tan)的(de)再生(sheng)可以重(zhong)復(fu)使用(yong)。活性(xing)炭(tan)過濾器中(zhong)建立的(de)放射性(xing)是再生(sheng)過程的(de)主要(yao)限制。由于特殊活性(xing)炭(tan)過濾價格(ge)昂貴(gui)，建議使用(yong)少量活性(xing)炭(tan)。