２ 结果与讨论
２． １ 活性炭吸附四氯化碳和对二甲苯及萘的性能 为研究活性炭孔隙结构对不同有机芳烃化合物 的吸附性能 ， 实验用 两 种 比 表 面 积 和 孔 径 分 布 相 近 的活性炭 Ａ 其中 微 孔 面 积 和 微 孔 容 有 Ｃ １和 Ａ Ｃ ２， － － 较大差异 ， 其孔隙结构参数见表 ２．
［ ］ 国内外学者已经作了很多研究 ． Ｓ ＯＮＧ ｅ ｔ ａ ｌ７－９ 用不
１ 实验部分
１． １ 原料及化学试剂 实验选用两种市 售 比 表 面 积 相 近 ， 但微孔面积 和比孔容参数不同的典型煤基活性炭 Ａ Ｃ １和 Ａ Ｃ ２ ． － － 两种活性炭的工业分析及粒径和长度指标见表 １．
／ 的工业应用技术参数进行 ， 实验采用 ５ 实 ５． ６ｍ Ｌ ｓ ． 每隔 １ 验中 ， ０ｍ ｉ ｎ 对活性炭脱附 的 质 量 进 行 称 量， 当两次称量结果 差 值 小 于 ０． 即可认为脱 ０ ０ １ｇ 时 ， 附实验完成 ． ）活性炭比表面及孔径参数 ． 活性炭的孔隙尺 ５ 寸和 孔 径 分 布 采 用 美 国 Ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｍ ｅ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ｓ公司的 实验按容量 法 ， 以 Ａ Ｓ Ａ Ｐ ２ ０ １ ０ 物理吸附仪进行测定 ． 高纯氮为吸 附 质 ， 在温度７ 分别对 Ａ ７． ４ Ｋ 时， Ｃ １ － 和Ａ 通 Ｃ ２ 两种活 性 炭 进 行 了 氮 吸 附 等 温 线 测 定 ． － 采用ｔ 过Ｂ Ｅ Ｔ 法计算得到比表面积 ； ｌ ｏ ｔ方法直接 － ｐ 计算活性炭的中孔 和 大 孔 的 表 面 积 以 及 微 孔 体 积 、 比孔容积及孔径分布等孔隙结构特征 ． 基于 Ｂ Ｊ Ｈ方 法， 通过吸附或脱附 等 温 线 分 析 来 获 得 活 性 炭 的 孔 径结构等参数 ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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煤 炭 转 化 ２ ０ １ ７年
１． ２ 活性炭吸附和脱附性能实验 为研究活性炭在不同温度下对有机气体的吸附 本实验 建 立 了 具 有 安 全 性 的 相 对 独 立 及脱附性能 ， 并带有程序控温功能的对二甲苯和萘的吸附及脱附 实验装置 ． 在进行对二甲苯吸附实验时 ， 由于对二甲 苯熔点为 １ 常温 下 呈 液 态 ， 所以用锥形瓶作为 ３ ℃， 对二甲苯发生器 ． 构建的实验装置见图 １．
煤 炭 转 化 第４ ０卷 第１期 Ｖ ｏ ｌ ． ４ ０ Ｎ ｏ ． １ ２ ０ １ ７年１月 Ｃ ＯＡ Ｌ Ｃ ＯＮＶ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ ＯＮ Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ７
微孔活性炭对对二甲苯的吸附和脱附性能
由于萘的熔点为 ８ 常 温 下 为 白 色 固 体． 在 ０ ℃， 在锥形瓶内不装溶剂 ， 使萘在 Ｕ 进行萘吸附实验时 ， 型管中于恒定温度 下 稳 定 升 华 ， 再配以高纯氮气为 载气将升华萘载入到装有活性炭的 Ｕ 型管中 ． 当进 行活性炭的脱附实验时 ， 清除吸附实验所用原料 ， 直 接以氮气作为脱附介质在控温箱中完成脱附实验 ． １． ３ 活性炭性能的表征 ）样 品 预 处 理 ． 活 性 炭 吸 附 实 验 前， 将其在 １ １ ５ ０ ℃ 恒温箱中干燥 ４ｈ 后作为吸附实验用样 ． ）活性炭灰 分 和 挥 发 分 等 工 业 分 析 参 照 国 家 ２ ／ 标准 Ｇ Ｂ Ｔ ７ ７ ０ ２． １ ５－１ ９ ９ ７ 方法进行 ． ）吸附实验 ． 活性炭常压气相吸附实验是将对 ３ 二甲苯溶液装入锥形瓶中放在带有非接触式控温仪 ， 的恒温干 燥 箱 中 ． 活 性 炭 试 样 质 量 为 ３ｇ 实验每隔
刘 洋１） 白金锋２） 李 彬３） 钟祥云４） 郭天赐５）
分析了活性炭的孔 摘 要 实验研究了两种典型活性炭对对二甲苯的气相吸 附 与 脱 附 性 能 ， 隙结构 、 吸附与脱附温度对对二甲苯吸附量的影响规律 ． 结果表明 ， 随着吸附温度升高 ， 活性炭吸附 吸附 温 度 在 ３ 可 以 获 得 较 高 的 吸 附 值； 活 性 炭 的 中 孔 尺 寸 为 １ｎ 对二甲苯能力降低 ， ０ ℃ 时， ｍ～ 其吸附对二甲苯的性能越好 ． 同时 ， 两种活性炭气相吸附对 ２ｎ ｍ 部分所占比表面积及比孔容越高 ， 二甲苯的量是其吸附升华萘量的 １． 表明用活性炭吸附对二甲苯方法来间接评价活性炭对萘 １ ０倍， 的吸附量是可行的 ． 关键词 活性炭 ， 对二甲苯 ， 萘， 吸附 ， 脱附 中图分类号 ＴＱ ４ ２ ４ 获得了苯 、 醇及酯类化合物的穿透 穿透性能的研究 ，
—Ｎ ； —Ｐ ； —Ｃ ； １ ｉ ｔ ｒ ｏ ｅ ｎ ｃ ｌ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ ２ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ３ ｏ ｍ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｓ ａ ｕ ｅ ａ ｕ ｅ ｇ ｙ ｐ ｇ ｇ ｇ ｇ ｇ ； ； ； ； ４—Ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ５—Ｓ ｕ ｒ ｅ ｆ ｌ ａ ｓ ｋ ６—Ｆ ｌ ｏ ｗｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ７—Ｕ ｔ ｕ ｂ ｅ ８— ｇ ； Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ９—Ｄ ｒ ｉ ｎ ｏ ｖ ｅ ｎ； １ ０— Ｉ ｒ ｏ ｎ ｓ ｕ ｏ ｒ ｔ ｙ ｇ ｐ ｐ ； ； １ １—Ｐ ｘ ｌ ｅ ｎ ｅ １ ２— ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ － ｙ ｇ Ｓ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｅ ｉ ｅ ｒ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｐ ｐ ｐ ｐ ｇ
同孔径的活性炭纤维对甲苯及二甲苯吸附性能进行 研究 ， 表 明 用 孔 径 为 １． ５ｎ ｍ 的 活 性 炭 纤 维 比 ０． ９ 陈良杰等 ｎ ｍ 具有更 大 的 甲 苯 吸 附 量 ．
［ ］ １ ０ １ １ －
采用一
种商用颗粒活性炭对甲苯等有机挥发性气体进行了
省煤化工工程技术研究中心 ， １ １ ４ ０ ５ １ 辽宁鞍山 ； 收稿日期 ： 修回日期 ： ２ ０ １ ６ ０ ４ ０ ５ ２ ０ １ ６ ０ ６ ２ ３ － － － －
１ １ ９ ５． ５ １ ２ ８ ９． ２
４ ７ ６． ０ ８ ４ １． １
０ 引 言
焦炉煤气是重要的工业富氢和甲烷等原料气资 源
［ ］ １ ２ －
曲线 ． 活性炭吸附芳 烃 有 机 物 方 面 的 研 究 工 作 大 都
］ １ ２ １ ３ － 于 畅 等［ 在液相条件下对 集中在液相吸附 方 面 ．
活性炭 吸 附 有 机 硫 化 物 的 性 能 进 行 了 研 究 ， 易斌
两次相邻实验所 １ ０ｍ ｉ ｎ 对活性炭样品管 进 行 称 重 ． 测定的活性炭质 量 变 化 差 小 于 ０． 即认为 ０ ０ １ｇ 时 ， 活性炭吸附完成 ． 活性 炭 在 真 空 减 压 条 件 吸 附 实 验 时 ， 将干燥箱 直接连真空泵 ． 将对 二 甲 苯 溶 液 装 入 对 二 甲 苯 发 生 ， 器中 ， 称取活性炭试 样 ３ｇ 放 入 试 管 中． 实 验 时， 开 启真空泵 ， 当泵内真空度达 ９ ８ｋ Ｐ ａ以上时关闭抽气 阀， 静置 ０． 待 吸 附 压 力 稳 定 后 开 始 进 行 实 验． ５ｈ． 实验后打开真空干 燥 箱 称 量 活 性 炭 质 量 ， 当两次实 验所测活性炭试 样 的 质 量 变 化 差 小 于 ０． ０ ０ １ｇ 时 ， 即可认为活性炭吸附实验完成 ． ）脱附实验 ． 活性炭脱附实验是以氮气为脱附 ４ 介质实现的 ． 将氮气通入装有活性炭的管式炉中 ， 脱 氮气流量参考 Ｔ 附温度分别为 ３ ０ ℃ 和８ ０ ℃． Ｓ Ａ塔
图 １ 活性炭吸附及脱附对二甲苯及萘的实验装置 Ｆ ｉ ． １ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ａ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ａ ａ ｒ ａ ｔ ｕ ｓ ｇ ｇ ｐ ｐ ｐ ｘ ｌ ｅ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ ｎ ａ ｈ ｔ ｈ ａ ｌ ｅ ｎ ｅ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｓ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ － ｐ ｙ ｐ ｐ ｐ
表 １ 活性炭工业分析及颗粒尺寸 ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｐ ｒ ｏ ｘ ｉ ｍ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｙ ｓ ｉ ｚ ｅ ｏ ｆ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ
Ｓ ａ ｍ ｌ ｅ ｐ Ａ Ｃ １ － ２ Ａ Ｃ － ／％ ｗ（ Ａ ｄ） ６． ８ ０ １ １． ８ ７ ／％ ｗ（ Ｖ ｄ ａ ｆ） １ ９． ７ ２ ５． ２ ３ ／ ｄ ｍｍ ３． １～４． ３ ３． １～４． ３ ／ ｌ ｍｍ ４． ３～６． ９ ４． ３～６． ９
２· －１） ２· －１） ２· －１） ３· －１） ３· －１） ３· －１） ／ （ ／ （ ／ （ ／ （ ／ （ ／ （ ＳＢＥＴ ｍ Ｓｍ ｍ Ｓ ｍ Ｖｔ ｍ Ｖｍ ｍ Ｖ１． ｍ ｇ ｇ ｇ ｇ ｇ ｇ ｉ ｃ １． ０ｎ ｍ ２． ０ｎ ｍ ｏ ｔ ａ ｌ ｉ ｃ ０ｎ ｍ ２． ０ｎ ｍ － －
］ １ ７ ２ ０ － 中煤气脱萘生产的应用提供参考 ［ ．
不仅 容 易 堵 塞 制 氢 工 艺 中 煤 气 压 缩 环芳烃化合物 ， 系统管路 ， 而且影响后续轧钢工艺的应用
［ ］ ５ ６ －
为此 ， ．
钢铁冶金企业中采 用 活 性 炭 来 脱 除 煤 气 中 的 萘 ， 并 将其设计 成 相 应 的 吸 附 和 解 吸 工 艺 （ 因 此， Ｔ Ｓ Ａ） ． 选择适宜吸附性能的脱萘活性炭对提高工业煤气脱 萘效率 、 降低原料成 本 和 能 源 消 耗 等 具 有 十 分 重 要 的意义 ． 目前 ， 对脱萘活性炭吸附性能的评价大都采 用四氯化碳作为衡 量 指 标 ， 但其分子结构和尺寸与 芳烃萘的差异较大 ， 势必会给应用带来较大影响 ； 如 采用萘的升华方式 来 评 价 活 性 炭 吸 附 萘 的 性 能 ， 又 会使试样吸附实验周期长 ， 有时长达几十小时 ， 且实 验过程相对繁琐 ． 鉴于对二甲苯与萘分子结构相似 ， 吸附机理相近 ， 且相同实验条件下吸附周期较短 ， 因 本研究拟用活性 炭 吸 附 对 二 甲 苯 来 评 价 活 性 炭 此， 对萘的吸附性能 ． 关于活性炭吸附对二甲苯的性能