【摘 要】
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吸附法处理有机废气具有净化效率高、设备简易、吸附质可回收等特点,因此得到了广泛地研究和应用。吸附剂是吸附法的核心,良好的吸附剂除了具备较高的吸附容量和选择性外,还要易于再生。吸附树脂是一类具有立体网状结构、不溶于一般溶剂及酸、碱的高分子聚合物,其孔结构可调控,是吸附法处理VOCs的高效吸附剂,但是目前关于有机废气在不同孔结构吸附树脂上脱附再生的研究较少。本论文研究了VOCs在超高交联和大孔吸附树脂
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吸附法处理有机废气具有净化效率高、设备简易、吸附质可回收等特点,因此得到了广泛地研究和应用。吸附剂是吸附法的核心,良好的吸附剂除了具备较高的吸附容量和选择性外,还要易于再生。吸附树脂是一类具有立体网状结构、不溶于一般溶剂及酸、碱的高分子聚合物,其孔结构可调控,是吸附法处理VOCs的高效吸附剂,但是目前关于有机废气在不同孔结构吸附树脂上脱附再生的研究较少。本论文研究了VOCs在超高交联和大孔吸附树脂上的真空脱附和热脱附特性,为VOCs在吸附树脂上的真空脱附和吸附树脂孔结构设计提供了理论指导。主要的研究内容与结论如下:（1）研究了甲苯、环己烷和正己烷三种VOCs在超高交联吸附树脂NDA-150和大孔吸附树脂NDA-1800上的真空脱附特性,并与活性炭做了比较。研究结果表明:NDA-1800吸附树脂具有最高的真空脱附效率,活性炭的真空脱附效率较两种吸附树脂都低,这是由于活性炭具有更为丰富复杂的微孔结构。吸附时VOCs初始的浓度越高,则其在吸附剂上的真空脱附效果越好;脱附时真空度越大,则再生效率越高。三种VOCs中,甲苯在三种吸附剂上的真空脱附效率最低,正己烷的真空脱附效率最高;吸附-脱附循环实验显示,甲苯在NDA-150和活性炭上的真空脱附不完全,并且在活性炭上的残留随着循环次数增加而逐渐增加,而在NDA-1800上吸附的甲苯可以完全脱附。双组分甲苯-正己烷的真空脱附实验表明:在两种吸附树脂上的真空脱附效率较单组分低,混合吸附树脂对双组分甲苯-正己烷有良好的分离作用和较高的脱附效率。随着混合吸附树脂中NDA-1800的使用比例增加,虽然吸附穿透量下降,但真空脱附效率得到更显著的提升。（2）采用恒温和程序升温脱附法研究了甲苯、环己烷和乙醇等VOCs在NDA-150和NDA-1800吸附树脂上的热脱附特性。研究结果表明:恒温条件下,脱附温度越高,附树脂的再生效果越好,脱附速率也越快。大孔吸附树脂在同一温度下对各种VOCs的恒温脱附效率和脱附速率常数均高于超高交联吸附树脂。VOCs的脱附速率常数主要与其分子极化率相关,VOCs分子的极化率越大其恒温脱附速率常数越小,而脱附速率常数与VOCs沸点、摩尔体积无明显相关性。利用程序升温脱附法测得了8种VOCs在两种吸附树脂上的脱附活化能,结果显示,VOCs在NDA-150吸附树脂上的脱附活化能较NDA-1800吸附树脂高;并且脱附活化能的大小与VOCs在吸附树脂上的吸附覆盖率相关,在NDA-150吸附树脂上,吸附覆盖率越大,脱附活化能越大;而对于NDA-1800,脱附活化能随吸附覆盖率的变化而在较小范围内波动。VOCs在NDA-150和NDA-1800上的脱附活化能大小随VOCs的极化率增大而增大,并且二者有较好的线性相关性。
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