废气净化过程吸附产物分布调控及吸附剂梯级热再生研究

Normally the adsorbent regeneration process is characteristiced higher temperature, slower regeneration speed, incomplete regeneration et. al, while the distribution of adsorption species on the adsorbent is the key factor for determing the adsorbent regeneration energy, by investigating the effect of the physical and chemical properties of the sorbent on its regeneration behavior, the relations between the adsorbent pore structure and surface active sites with the gas regeneration parameters have established, based on proposed adjusting adsorption product distribution, the adsorbent pore structure and surface active sites have been modified, combined with progressive thermal regeneration method, the space effect of different pore region on adsorbate has been established, utimitly the overall regeneration temperature has been reduced, the energy consumption by the adsorbent regeneration has been reduced, which provides a theoretical basis for practical industrial applications.

废气吸附净化再生过程存在温度高、速率慢、再生不完全的共性问题，吸附剂上吸附产物的物种分布是决定吸附剂再生能耗的关键因素，通过考察吸附剂理化特性对吸附质再生行为的影响，建立吸附剂孔隙结构及表面活性位点与气体再生参数的关联规律，提出基于吸附产物分布的调控思路，定向调控吸附剂孔隙结构和表面活性位点，结合梯级热再生方法对分段孔径研究，考察微孔区对不同吸附质的空间效应，最终实现降低吸附剂的整体再生温度，减少吸附剂再生能耗，为实际工业应用提供理论依据。

吸附法是烟气污染物常用的脱除方法之一，为研究吸附剂对吸附质的选择性吸附及热再生方式，本项目首先通过单组分气体吸附实验，探究了几种常用吸吸附剂对SO2、NO和CO2的吸附性能及再生特性；随后进行了多组分气体吸附研究，揭示了多组分气体的竞争吸附机理；然后采用浸渍法制得固体胺吸附剂并进行CO2的吸附研究，得到了固体胺CO2吸附的最佳制备条件及参数，提出了固体胺再生的适宜条件。主要得出以下重要结果：.（1）通过吸附剂的吸附性能评价与结构表征，发现吸附剂的物理结构不是影响SO2、NO和CO2吸附性能的主要因素。吸附剂的热脱附分析表明SO2和CO2在活性炭、分子筛和介孔氧化铝上主要为物理吸附；NO在分子筛上存在明显的化学吸附。.（2）气氛条件的不同对气体的吸附影响存在差异。13X分子筛上NO和SO2的吸附相互抑制，主要是由于存在相同的吸附位点，出现竞争吸附。活性炭上NO促进了SO2的吸附，SO2抑制了NO的吸附，SO2由于NO的氧化促进作用而吸附量增加，并且他们存在相同的吸附位点，NO的吸附量下降。CO2的加入抑制了SO2在两种吸附剂上的吸附，但促进了NO在吸附剂上吸附。.（3）载体的结构和有机胺负载量对CO2吸附影响最大。有机胺的负载量与载体的孔容呈正相关关系。通过对固体胺吸附剂的热稳定性研究，四乙烯五胺在高于100℃时开始挥发，所以吸附剂的再生温度不宜高于100℃。气氛中的H2O和SO2能够促进CO2的吸附，而NO会抑制CO2的吸附。再生实验表明，再生过程中延长50-70℃温度段的时间可实现更完全的再生。