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重庆沼气吸附剂厂商

2019-10-28 01:34  作者:admin 点击:次 

  铁算盘,新谱环保科技新华社南京3月19日电(记者陈席元)记者19日从南京工业大学了解到,该校刘晓勤、孙林兵教授课题组研发出一种智能吸附剂,实现了对二氧化碳的低能耗、可控式捕集,有望大幅降低工业过程中气体分离的能耗。相关成果近日发表在化学领域国际知名期刊《德国应用化学(AngewandteChemieInternationalEdition)》上。吸 附 是 指 气 体 或 液 体 与 多 孔 的 固 体 颗 粒 表 面 接 触,气体或液体分子与固体表面分子之间相互作用而停留在固体表面上,使气体或液体分子在固体表面上浓度增大的现象。被吸附的气体或液体称为吸附质,吸附气体或液体的固体称为吸附剂。当吸附质是水蒸气或水时,此固体吸附剂又称为固体干燥剂,也简称干燥剂。工业上沸石除氨装置较为简单,一般为一圆柱形滤器。沸石进行再生处理的主要方法有利用NaOH或NaCl溶液的化学溶液再生和500℃~600℃的高温条件下将沸石中的NH4+转变为NH3气体的燃烧法再生。沸石反复再生后对NH4+的吸附交换能力影响不大,但由于污水中共存阳离子如Ca2+,会使沸石的交换能力呈不可逆性降低。硅 胶 是 一 种 坚 固、无 定 形 链 状 和 网 状 结 构的 硅 酸 聚 合 物 颗 粒,分 子 式SiO2.nH2O,为 一 种 亲 水 性的 极 性 吸 附剂 。它是用处理硅酸钠的水溶液,生成凝胶,并将其水洗除掉钠后经枯燥,便得到玻璃状的硅胶,它首要用于枯燥、气体混合物及石油组分的别离等。在吸附法脱氮处理废水方面,国内、外都大量做了研究,提出了多种可行工艺。重点主要集中在吸附法的机理、吸附剂的性质对比和再生方法的研究。研究较多的有沸石、粉煤灰、膨润土等。氨氮的去除原理主要是非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用,影响去除氨氮的主要因素包括与吸附剂溶液作用时间、吸附剂用量、溶液中氨氮浓度、吸附剂的粒度和溶液的温度等。随着工业的迅速发展,越来越多的化学污染物进入城市污水,特别是工业废水中,有许多物质是剧毒的和难以生物降解的。由于固体吸附剂能有效地去除上述物质,经污水处理设备处理后的出水水质高并且比较稳定,因而团体吸附剂法受到人们的重视。随着排放标准的日趋严格,以及水资源回收利用的日益迫切,城市污水和工业废水的深度处理已从研究阶段进展到应用时期。主要用于废水深度处理的活性炭吸附法,已经逐步成为一项不可缺少的工艺技术。活性炭纤维 (ACF)是一种新型吸附功能材料,它以木质素、纤维素、酚醛纤维、聚丙烯纤维、沥青纤维等为原料,经炭化和活化制得。与活性炭相比较,ACF具有特有的微孔结构 ,更高的外表面积和比表面积以及多种官能团,平均细孔直径也更小,通过物理吸附、化学吸附以及物理化学吸附等方式在废水、废气处理、水净化等领域得到了广泛应用。纤维状活性炭微孔体积占总孔体积90%左右 ,其微孔孔径大部分在1nm左右,没有过度孔和大孔。比表面积一般为600~1200m2/g ,甚至可达3000m2/g。活性炭纤维脱附再生速率快,时间短,且其性能不变,这一点优于活性炭。

  据论文第一作者、南工大博士生江耀介绍,在工业上的吸附分离操作中,传统吸附剂通常需要在变温或变压条件下实现其循环使用过程。“也就是在常温下吸附、升温时脱附;或者加压下吸附,减压后脱附,缺点是这两种办法往往能耗较高。”江耀说。活性炭是将木炭、果壳、煤等含碳原料经炭化、活化后制成的。活化方法可分为两大类,即yao剂活化法和气体活化法。yao剂活化法就是在原料里加入氯化锌、硫化钾等化学yao品,在非活性气氛中加热进行炭化和活化。气体活化法是把活性炭原料在非活性气氛中加热,通常在700℃以下除去挥发组分以后,通入水蒸气、二氧化碳、烟道气、空气等,并在700~1200℃温度范围内进行反应使其活化。活性炭含有很多毛细孔构造所以具有优异的吸附能力。因而它用途遍及水处理、脱色、气体吸附等各个方面。若吸附剂和吸附质之间是通过分子间的引力(即范德华力)而产生的吸附,称为物理吸附。由于分子引力普遍存在于各种吸附剂与吸附质之间,故物理吸附无选择性。此外,物理吸附的吸附速度和解吸速度都较快,易达到平衡状态。一般在低温下进行的吸附主要是物理吸附。若吸附剂与吸附质之间产生了化学作用,生成化学键引起的吸附,称为化学吸附。由于生成化学键,所以化学吸附是有选择性的,及不易吸附与解吸,达到平衡慢。化学吸附放出的热很大,与化学反应相近。化学吸附速度随温度升高而增加,故化学吸附常在较高温度下进行。活性碳(AC)是一种常见的吸附材料 ,主要有粒状和粉末状。活性炭可用动植物、煤、石油、纸浆废液、废合成树脂及其他有机残物等 ,经粉碎及加粘合剂成型后 ,经加热脱水、炭化、活化而制得。活性炭具有巨大的比表面和特别发达的微孔 ,通常活性炭的比表面积高达 500~1700m2/g。活性炭的微孔容积约为 0.15~0.9mL/g,表面积占总表面积的95%以上。活性炭的吸附以物理吸附为主 ,但由于表面氧化物存在 ,也进行一些化学选择性吸附。沸石具有较大的吸附能力和净化效果,其斜发沸石和丝光沸石的阳离子交换容量分别为223meq100g(毫克当量)和213meq100g。由于天然沸石中含有杂质,所以纯度较高的沸石交换容量不大于200meq100g,一般为100~150meq100g。斜发沸石在离子交换和定量处理方面,对NH4+-N具有较好的选择性,因此工程上可以用于污水脱除氨氮处理工艺,脱氮率可达90%~97%。工业上用的硅胶分红粗孔和细孔两种。粗孔硅胶在相对湿度饱满的条件下,吸附量可达吸附剂分量的80%以上,而在低湿度条件下,吸附量大大低于细孔硅胶。活性氧化铝是由铝的水合物加热脱水制成,它的性质取决于初氢氧化物的结构状态,通常都不是朴实的Al2O3,而是有些水合无定形的多孔结构物质,其间不只有无定形的凝胶,还有氢氧化物的晶体。吸附剂也称吸收剂。这种物质可使活性成分附着在其颗粒表面,使液态微量化合物添加剂变为固态化合物,有利于实施均匀混合。是一种能够有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。具有大的比表面、适宜的孔结构及表面结构;对吸附质有强烈的吸附能力;一般不与吸附质和介质发生化学反应;制造方便、容易再生;有极好的吸附性和机械性特性。

  “我们尝试选用光能这种绿色清洁能源作为替代。”孙林兵教授告诉记者,自然界存在一些具有“光响应性”的特殊物质,能够在不同波段光的照射下产生结构变化,发挥吸附作用,偶氮苯分子就是其中之一。吸 附 法 具 有 环 境 友 好 性、高 效 性 以及 经 济 性 等 特点 ,已发展成一种高效水质净化处理手段,在冶金、印染、制药废水处理中有广泛的应用。经一段时间运行后,活性炭、聚合物材料、硅胶、沸石、碳纳米管、石墨烯等吸附剂因吸附大量杂质,逐渐趋于饱和,出现失效,无法达到出水水质要求而被废弃。通 过 气 体(如CO2)的 冷 凝,能够以简单的方式形成表面清洁的多晶多孔吸附质,它们具有良好的热传导性能,从而具有确定的温度,通过选择适当的吸附剂和冷凝参数,其吸附特性可以在很大的范围内改变。因此,为研究低温吸附机理需提出一些适宜的假设。其次,了解实际应用时在超高真空下的最佳冷凝条件也是很重要的。吸 附 是 指 气 体 或 液 体 与 多 孔 的 固 体 颗 粒 表 面 接 触,气体或液体分子与固体表面分子之间相互作用而停留在固体表面上,使气体或液体分子在固体表面上浓度增大的现象。被吸附的气体或液体称为吸附质,吸附气体或液体的固体称为吸附剂。当吸附质是水蒸气或水时,此固体吸附剂又称为固体干燥剂,也简称干燥剂。吸附剂一般都是用在工业生产中,因此根据工业的常用性可以把吸附剂分为六大类。硅胶,它主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等;变压吸附硅胶氧化铝,它也是一种脱水的吸附剂;活性炭,主要用于水处理、脱色和气体处理;聚丙 烯酰胺,主要用于生活污水和有机废水;沸石分子筛,用于气体吸附分离、气体和液体干燥;碳分子筛,主要起运输通道作用,微孔则起分子筛的作用。硅胶硅胶是一种坚硬、无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒,分子式为SiO2.nH2O,为一种亲水性的极性吸附剂。它是用硫 酸处理硅酸钠的水溶液,生成凝胶,并将其水洗除去硫 酸钠后经干燥,便得到玻璃状的硅胶,它主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等。工业上用的硅胶分成粗孔和细孔两种。粗孔硅胶在相对湿度饱和的条件下,吸附量可达吸附剂重量的80%以上,而在低湿度条件下,吸附量大大低于细孔硅胶。硅 胶 干 燥 剂 是 一 种 高 活 性吸附材料,通常是用硅酸钠和反应,并经老化,酸泡等一系列后处理过程而制得。硅酸属于非晶态物质,其化学分子式mSiO2.nH2O.不溶于水和任何溶剂。无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。

  “我们希望将这种光响应性能与活性物合理配比,协同实现对二氧化碳的可控性捕集。”孙林兵说,基于这个想法,课题组先是构建了一种具备光响应性的“金属-有机”框架,再引入可吸附二氧化碳的活性位点,在不同光照条件下对活性位点进行调试,最终实现了对二氧化碳的可控性捕集。一 氧 化 碳吸附剂一般有以下特点:大的比表面、适宜的孔结构及表面结构;对吸附质有强烈的吸附能力;一般不与吸附质和介质发生化学反应;制造方便,容易再生;有良好的机械强度等。吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类,如粗孔和细孔吸附剂,粉状、粒状、条状吸附剂,碳质和氧化物吸附剂,极性和非极性吸附剂等。​黏土因其比表面积较大、孔结构和成本低廉而得到广泛应用。海泡石、坡缕石等比表面积相对较大的黏土矿物可直接应用于气体吸附。膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的黏土矿物,具有较大的比表面积和阳离子交换容量。表面活性改性后的有机膨润土吸附有机污染物的性能显著提高,经不同表面活性剂改性制备的有机膨润土对吸附质具有选择性。活 性 炭 是 利 用 木 炭、木 屑、椰 子 壳 一 类 的 坚 实 果 壳、果 核及煤等做原料,经过高温炭化,并通过物理和化学方法,采用活化、酸性、漂洗等一系列工艺而制成的黑色、无毒、无味的物质。其比表面积一般在500㎡/g~1700㎡/g之间,高度发达的孔隙结构——毛细管构成一个强大吸附力场。由于分子引力普遍存在于各种吸附剂与吸附质之间,故物理吸附无选择性。此外,物理吸附的吸附速度和解吸速度都较快,易达到平衡状态。一般在低温下进行的吸附主要是物理吸附。若吸附剂与吸附质之间产生了化学作用,生成化学键引起的吸附,称为化学吸附。由于生成化学键,所以化学吸附是有选择性的,及不易吸附与解吸,达到平衡慢。化学吸附放出的热很大,与化学反应相近。化学吸附速度随温度升高而增加,故化学吸附常在较高温度下进行。一 氧 化 碳吸附剂有双重功能一 氧 化 碳吸附剂:具有双重功能,在有氧气氛中具有催化作用,在无氧气氛中亦可脱除气体中微量一 氧 化 碳杂质,具有较高的净化深度。一 氧 化 碳吸附剂参数MCO-1型性能参数外观形状灰褐色球体颗粒度Ф2∽4或Ф3-5堆积度1.1±0.05kg/L机械强度≥50N/颗使用温度160-320℃使用空速≤3000-h再生温度室温MCO-2型性能参数外观形状黑色球形颗粒度Ф2∽4或Ф3-5堆积度1.1±0.05kg/L机械强度≥50N/颗使用温度80-320℃使用空速≤5000-h

  “这种协同机制相较于传统的变温、变压吸附大大降低了能耗。”江耀说,新型吸附剂将来可应用于充满二氧化碳的工业烟道,助力节能减排。在固体和气体或固体和液体组成的两相体系中,在相界面上出现的气相组分或溶质组分浓度升高(常称为浓缩)的现象,称为固体吸附。这种对溶质有吸附能力的固体称为吸附剂,而被固体吸附的物质称为吸附质。根据固体表面吸附力的不同,吸附可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种类型。若吸附剂和吸附质之间是通过分子间的引力(即范德华力)而产生的吸附,称为物理吸附。分子筛是优良的VOCs吸附剂之一,有较大比表面积和微孔体积,对水等极性分子有强烈的吸附能力。目前使用较多的吸附剂包括NaY、Hβ、ZSM-5、SBA-15、MCM-41等。总得来说,分子筛材料已被广泛用于对VOCs的吸附。不同类型的分子筛对VOCs的吸附效果不同,这就要求对分子筛进行化学修饰和改性,提高对VOCs的去除效果。ACF成品可制成毡、布、纸片等形状 ,在实际应用中更为灵活 ,操作也更为简易方便 ,并且具有一定的强度 ,耐破损 ,克服了粒状和粉状活性炭在操作过程中形成的沟槽和沉降等问题。与活性炭一样 ,活性炭纤维吸附时无选择性 ,主要用于吸附有机污染物 ,而对氨氮吸附量有限 ,一 般 用 于 炼 油厂综合废水处理。柱状活性炭——分子筛及硅胶等,柱状活性炭都是多孔吸附剂,活性碳的孔隙大小都有一个分布范围,有单蜂分布、双峰分布或多蜂分布.即使孔隙大小和形状都—样,只能是均一的孔,而能量仍然是非均匀性的。柱状活性炭吸附剂的非均匀性由表面非均匀性和撖孔结构非均匀性组成。如果吸附剂表面上的各点吸附性质均不相同,即认为这种吸附剂为非均勾的。在非均匀吸附剂上吸附时,吸附质分子的能量状态相应于吸駙势较小的位*. 由吸附实验所得的数据得到的只能是相对非均匀性信息.虽然均匀性和相对非均勾性之间有一定的联系,但很难在它们之间找到定量关系。


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