二氯甲烷在活性炭上的吸附及其穿透曲线模拟研究

【摘要】：气体吸附净化操作具有效率高,设备简单,操作方便,能有效去除(回收)浓度很低的有害物质等特点,在环境工程领域中应用广泛,特别是在室内可挥发性有机污染物(Volatile Organic Compounds,VOCs)的净化和溶剂工业VOCs的回收与利用等应用中具有良好效果,其中关于有机气体在固体表面的吸附规律及其吸附工艺已成为化工和环保领域的一个研究热点。 本课题基于吸附理论和二氯甲烷吸附过程,在20℃和10~5Pa条件下对高浓度二氯甲烷——活性炭吸附进行实验。在此基础上,通过用穿透容量模型、传质区模型和考虑了动力学性能的传质模型3个模型计算求解,对活性炭吸附二氯甲烷实验穿透曲线进行模拟研究,从而找出可模拟实际穿透曲线的吸附数学模型。研究结果表明: 1.穿透容量模型虽然简单,但能满足工程设计计算穿透时间的一般需要。 2.穿透容量模型的误差随着吸附质浓度的变化而变化,浓度越大,相对误差就越大,浓度减小,相对误差随之减小。 3.来源于工业实践的传质区模型,可以得到比较满意的穿透时间计算结果,该模型的主要误差是由于实际床层高度和理论计算床层高度的差别而造成的。 4.对于不同的吸附剂——吸附质系统,该传质区模型可通过校正系数的方法加以修正,以得到可用来指导系统实际运行的主要参数。 5.考虑了动力学性能后的传质模型能得到较为符合实际的理论曲线,即和实验穿透曲线拟合较好,能够用来预测吸附床在不同高度点的出口浓度和穿透时间,对穿透曲线的模拟可以为活性炭吸附法处理低浓度有机废气的工程设计和实际操作提供合理的依据、方法和工艺参数。 【关键词】：活性炭 二氯甲烷 吸附穿透曲线 模型
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X132
【目录】：

• 摘要4-6
• 缩略语6-9
• 1． 前言9-14
• 1．1 VOCs污染源的研究9-10
• 1．1．1 VOCs污染的来源9-10
• 1．1．2 VOCs污染的监测10
• 1．2 VOCs污染控制技术10-14
• 1．2．1 生物降解法11-12
• 1．2．2 燃烧法12
• 1．2．3 吸附法12-14
• 2． 材料与方法14-30
• 2．1 实验装置与方法14-15
• 2．1．1 实验材料14
• 2．1．2 实验装置与操作14-15
• 2．2 穿透曲线的数学模型15-30
• 2．2．1 穿透容量模型15-17
• 2．2．2 传质区模型17-21
• 2．2．3 HERMIT -多项式和 Rosen-公式计算的传质模型21-30
• 2．2．3．1 模型说明22-27
• 2．2．3．2 吸附工作时间的计算27-30
• 3． 结果与分析30-43
• 3．1 实验结果与分析30-31
• 3．2 穿透容量模型结果31-32
• 3．3 传质区模型结果32-33
• 3．4 HERMIT-多项式和 Rosen-公式计算的传质模型结果33-43
• 3．4．1 HPRE模型结果33-36
• 3．4．2 扩散系数对吸附穿透曲线的影响36-37
• 3．4．3 亨利系数对吸附穿透曲线的影响37-38
• 3．4．4 径向扩散系数对吸附穿透曲线的影响38-39
• 3．4．5 堆积密度对吸附穿透曲线的影响39
• 3．4．6 床层空隙率对吸附穿透曲线的影响39-40
• 3．4．7 颗粒孔隙率对吸附穿透曲线的影响40-41
• 3．4．8 床层高度对吸附穿透曲线的影响41-42
• 3．4．9 空塔气速对吸附穿透曲线的影响42-43
• 4． 结论43-44
• 参考文献44-47
• 致谢47-48
• 附录A 实验原始记录48-50
• 附录B Fortran程序50-75
• 附录C 攻读研究生期间的研究成果75-76

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