论文部分内容阅读
活性炭具有发达的孔隙结构,巨大的比表面积和良好的化学稳定性。活性炭的吸附性能优良,是使用最广泛,也是较为经济的吸附剂,在工业应用中已有多年的历史。活性炭应用初期主要是粉状活性炭(PAC)在糖液精制中逐步代替了原来的骨炭;第一次世界大战中出现的颗粒活性炭(GAC)首先应用在防毒面具中;如今活性炭在水处理、环境保护、食品工业、化学工业和军事国防工业等领域中发挥着巨大的作用。 液相吸附精制中,以前完全使用PAC,现在使用也很多,但现在大规模的精制及新建的精制工艺中,GAC的用量正在增加。GAC应用于液相脱色精制,脱色效果好,操作简便,整个生产过程易于实现连续化、自动化。GAC可再生,能够反复使用,节省资源,减少二次污染,在工业应用及环保方面有良好的发展前景。本论文选用本所自制的GAC作为吸附剂,以B法焦糖和某企业的柠檬酸发酵液中的色素作为吸附质,作静态吸附试验,摸索最佳吸附工艺条件;将GAC装柱作动态吸附试验,绘制穿透曲线,计算理论塔板数(n)和理论塔板高度(HETP);对吸附精制柠檬酸发酵液达饱和的GAC进行再生试验,初步研究化学法再生的机理。对传统应用的化学再生法进行了工艺方法和操作条件的改进,获得的结果可为工业应用提供参考。本论文的主要研究内容与结果归纳如下: 1.摸索活性炭用量、吸附时间、吸附温度和溶液初始浓度等参数对静态吸附效果的影响,并比较所选GAC对B法焦糖溶液和柠檬酸发酵液的吸附情况。得出结论,在实验室静态吸附试验中可用B法焦糖溶液代替柠檬酸发酵液作模拟试验,实验室中得到的最佳工艺条件可以作为工业应用的参考。 2.绘制所选GAC对B法焦糖液的吸附等温线,绘制活性炭对柠檬酸发酵液的吸附等温线,并作比较。证明了所选GAC对B法焦糖和柠檬酸发酵液中的色素都是容易吸附的,也证明可以用B法焦糖溶液代替柠檬酸发酵液在实验室中做模拟试验。举例说明由吸附等温线可计算处理一定量发酵液所需活性炭的量。 3.将所选GAC装柱作动态吸附试验,并绘制穿透曲线。采用HAMDIA.MOSTAFA提出的经验公式计算该活性炭柱的理论塔板数(n)和理论塔板高度(HETP),获得的结果可为设计实用装置提供必要的理论依据。计算出的理论塔板数n=342块,理论塔板高度为HETP=0.35mm。 4.以吸附柠檬酸发酵液达饱和的GAC为原料,用酸碱化学法进行再生。讨论NaOH溶液质量分数、再生时间和再生温度对再生效果的影响。GAC再生过程中,增加水洗及添加氧化剂、表面活性剂的操作,能有效提高活性炭的再生效率。不