活性炭多環芳烴的吸附實驗

　　為什么(me)許(xu)多柴(chai)油和其(qi)他(ta)礦(kuang)物(wu)燃料需要活性炭脫(tuo)硫，因為現(xian)在已經實施(shi)了嚴格的(de)規(gui)(gui)定(ding)來規(gui)(gui)范(fan)運輸燃料的(de)硫含(han)量。柴(chai)油機(ji)的(de)新規(gui)(gui)定(ding)將(jiang)S級從400-500左右(you)ppm減少到10-15ppm S.近(jin)零硫(NZS)柴(chai)油15ppm或更低的(de)柴(chai)油燃料允(yun)許(xu)先進的(de)發(fa)動機(ji)尾氣凈(jing)化裝置有效減少排放和去除顆粒物(wu)。由于(yu)脫(tuo)硫過程中的(de)額外要求，煉油廠的(de)長期(qi)經濟越(yue)來越(yue)受到重視。

　　雖然(ran)生產超(chao)低硫柴油可以很容易(yi)地使用(ULSD)，但氧化(hua)(hua)(hua)脫硫等(deng)替代脫硫技術(ODS)，有機硫化(hua)(hua)(hua)合物種吸(xi)附劑(ji)的(de)有機硫化(hua)(hua)(hua)合物 廣泛(fan)的(de)探索和發展。

　　*近，活性(xing)(xing)炭已經被(bei)認(ren)可并被(bei)廣泛(fan)用(yong)作(zuo)氣(qi)相(xiang)和液相(xiang)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)中用(yong)于(yu)去除有機(ji)硫(liu)化合物(wu)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)，主(zhu)要(yao)是由(you)于(yu)活性(xing)(xing)炭擁有非常高的(de)(de)表(biao)面積，較大的(de)(de)孔體積和可調的(de)(de)表(biao)面性(xing)(xing)質。然而，選擇性(xing)(xing)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)技術對脫硫(liu)的(de)(de)競(jing)(jing)爭力可能(neng)是多(duo)環(huan)芳(fang)(fang)烴(jing)(PAHs)競(jing)(jing)爭吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)強烈影(ying)響。在(zai)這(zhe)一貢(gong)獻中，我們報(bao)告了活性(xing)(xing)炭上多(duo)環(huan)芳(fang)(fang)香族(zu)硫(liu)雜環(huan)和多(duo)環(huan)芳(fang)(fang)烴(jing)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)比(bi)較研(yan)究。

　　活性炭脫硫試驗

　　本研究中使(shi)用的所有活(huo)性(xing)炭均為不同前(qian)體材料獲得的活(huo)性(xing)炭，包括礦物和纖維材料。使(shi)用BET和FTIR表示吸(xi)附(fu)前(qian)后(hou)的樣品。使(shi)用XRF和總S分析(xi)儀(yi)(Mitsubishi Chemical Co. TS-100)硫分析(xi)。在固定床吸(xi)附(fu)系(xi)統中進行動態吸(xi)附(fu)實(shi)驗(yan)(yan)，允許(xu)樣品在規定的時間(jian)間(jian)隔內自動收集。此(ci)外，還進行了批(pi)量(liang)吸(xi)附(fu)實(shi)驗(yan)(yan)。

　　活性炭參數

　　柴油機和含有芳(fang)烴和硫化合(he)物的模型柴油機在批量和流動吸(xi)附(fu)模式下吸(xi)附(fu)在幾種活性炭上。吸(xi)附(fu)結(jie)果表(biao)明，吸(xi)附(fu)能力強烈依賴于(yu)活性炭的性質。

　　為了(le)更好(hao)地(di)了(le)解吸(xi)附(fu)機制，進行了(le)工(gong)作(zuo)PASHs和(he)PAHs朗格繆爾吸(xi)附(fu)等溫(wen)線。從(cong)等溫(wen)線估計(ji)參數(K L * q m)，其(qi)中K L表(biao)示吸(xi)附(fu)平衡常數，q m表(biao)示*大吸(xi)附(fu)容(rong)量。參數(K L * q m)與(yu)吸(xi)附(fu)強(qiang)度相關的特征常數反映了(le)每種吸(xi)附(fu)劑(ji)對吸(xi)附(fu)劑(ji)的親和(he)力。圖中總(zong)結了(le)幾種模型化合物的結果。

　　吸(xi)(xi)附(fu)(fu)結(jie)果表明，具有多(duo)環芳(fang)族骨架結(jie)構的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)親和力(li)主(zhu)要(yao)受(shou)芳(fang)環與(yu)活性(xing)炭(tan)圖(tu)形結(jie)構之間的(de)(de)(de)影(ying)響π-π控制(zhi)分(fen)散相互作(zuo)用。另外，電子(zi)給體 - 受(shou)體機制(zhi)對(dui)含硫原(yuan)子(zi)的(de)(de)(de)分(fen)子(zi)也起著重要(yao)作(zuo)用。此外，為了有效吸(xi)(xi)附(fu)(fu)大(da)分(fen)子(zi)，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)孔徑(jing)(jing)不僅(jin)應大(da)于吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)臨界(jie)直徑(jing)(jing)，而且應足夠寬，以減少吸(xi)(xi)附(fu)(fu)過(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)擴散動力(li)阻力(li)處理。根(gen)據這項研(yan)究，可以得出(chu)結(jie)論(lun)，幾(ji)種吸(xi)(xi)附(fu)(fu)選擇性(xing)萘順序(xu)增加< 二苯并吡(bi)啶二苯。主(zhu)要(yao)是由(you)于分(fen)子(zi)直徑(jing)(jing)與(yu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)機理的(de)(de)(de)結(jie)構、相似性(xing)，PASHs與(yu)多(duo)環芳(fang)烴的(de)(de)(de)競(jing)爭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)PAHs的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)量顯著降低(di)。