CN103364301A

CN103364301A - 活性炭气相吸附性能模拟检测方法

Info

Publication number: CN103364301A
Application number: CN2013103020040A
Authority: CN
Inventors: 何金星; 方建明; 代金正; 何金春; 郭建宏
Original assignee: YUNNAN YUXI TIPPING PAPER FACTORY
Current assignee: YUNNAN YUXI TIPPING PAPER FACTORY
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2013-10-23

Abstract

本发明公开了一种活性炭气相吸附性能模拟检测方法，活性炭的检测一般是在实验室进行，直观性较差。本发明检测方法包括以下步骤：1）吸附率的测定，公式如下：CX=（M－C0）/YQ*100%；2）根据公式CT=（M－C）/YQ1*100%，测定脱附率；3）回收效率=回收到的有机溶剂质量/蒸发的有机溶剂质量*100%，计算得出回收效率。本发明活性炭气相吸附性能模拟检测方法改变了活性炭气相吸附性能的传统检测方法，实现在将活性炭投入工业生产之前，模拟实际生产环境对活性炭进行性能试验和选型，在低成本、低能耗的条件下提高了有机溶剂的回收率。

Description

活性炭气相吸附性能模拟检测方法

技术领域

本发明涉及活性炭检测或分析技术领域，具体涉及一种活性炭气相吸附性能的检测方法。

背景技术

活性炭作为一种优良的物理、化学吸附剂，越来越受到人们的重视。它广泛应用于几乎所有的国民经济部门和人们的日常生活，颗粒活性炭应用于气相吸附，溶剂回收，空气净化等领域。但由于活性炭原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同，活性炭的种类很多，如何选择吸附性能好的活性炭是一件很有经济意义的工作。

目前也有一些活性炭的快速检测方法，为活性炭的选择提供了参考，例如：名称为，“材料吸附性能的快速检测方法，201210187470.4”的发明专利公开了一种吸附材料性能的快速检测方法。利用动态吸附分析装置，将一定量的吸附材料放入动态吸附分析装置中，通过不同的溶剂进行配比和不同气体的配比，模拟工作环境中的有机成分，对吸附材料的吸附和脱附性能进行检测，调整相对湿度从0~90%P/P0然后再从90~0%P/P0，得到其吸附和脱附等温线，评价吸附材料对有机气体的吸附和脱附性能，得到最佳的配比吸附材料，应用于生产。并能够更快、更好的为产品的设计和研发服务。

又如，名称为：“成型块状活性炭吸附性能的气相可视性检测方法，200810098005.7”的发明专利，属吸附剂的检测方法领域。成型块状活性炭吸附性能的气相可视性检测方法,其特征在于:将有机气体通入置有成型块状活性炭的透明密封容器中,根据有机气体的被吸收情况判断成型块状活性炭的吸附性能。根据本发明的检测方法,消费者能很方便、直观、快捷的检测成型块状活性炭吸附能力。本发明的检测方法简明,直观,可视性好,检测速度快,可操作性强。

上述检测方法与印刷产生有机溶剂的生产环境存在较大的区别，对生产实际应用的结合不足，故需要一种活性炭气相吸附性能模拟生产实际的检测方法。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种能降低对吸附材料进行试验生产费用的活性炭气相吸附性能模拟检测方法，该方法适用于颗粒活性炭的选型试验，以稳定和提高最终气相废气的吸附率，还能用于少量有机废气的净化回收。

本发明活性炭气相吸附性能模拟检测方法，是利用动态吸附解吸分析系统，通过不同质量溶剂和活性炭，以及不同吸附时间控制，模拟工作环境，对活性炭的吸附性能进行评价，能够间接反应其对工作环境中目标物的吸附性能，以选择性能优越的活性炭种类应用于生产。

本发明是通过以下技术方案实现的：活性炭气相吸附性能模拟检测方法，包括以下步骤：

1）吸附率的测定

将1～10kg的气相吸附颗粒活性炭装入吸附装置中，并称取1～10kg的有机溶剂，在一定的温度条件下将要检测的有机溶剂蒸发成气体，使有机溶剂气体气流连续不断的通过气相吸附颗粒活性炭床层，选取吸附不同时间段的活性炭进行称量，计算颗粒活性炭吸附率，颗粒活性炭吸附率公式为：

CX= （M－C0）/ YQ *100%

式中：CX—-- 颗粒活性炭吸附率；

M—--吸附饱和的颗粒活性炭质量；

YQ—--有机溶剂质量；

C0—--装入的颗粒活性炭质量。

观察在不同时间段计算得到的吸附率数值，如果时间增加，吸附率也随之增加，则说明活性炭未吸附饱和，如果时间增加，而吸附后的活性炭质量未增加或增加的量比较小，则说明在前面的时间段活性炭已吸附饱和，可在两个时间点之间再取时间点进行吸附后活性炭质量的称量，以确定活性炭吸附饱和的最佳时间点和吸附率。

2）脱附率的测定

对吸附一段时间的颗粒活性炭，使用过热蒸汽进行脱附再生，蒸汽用量为蒸发的有机溶剂质量的6倍，脱附再生时间选取不同时间段，为吸附时间的1／3，并对活性炭进行称量，选取活性炭脱附再生完全的质量进行脱附率计算，计算公式为：

CT= （M －C）/ YQ1*100%

式中：CT—--颗粒活性炭脱附率；

C—--脱附后的颗粒活性炭质量；

M—--吸附饱和的颗粒活性炭质量；

YQ1—--吸附的有机溶剂质量。

过热蒸汽的温度为170～190℃。

观察不同时间点计算得到的脱附率数值，如果时间增加，脱附率也随之增加，则说明活性炭未脱附完全，如果时间增加，而脱附率未增加或减少，则说明在前面的时间段活性炭已脱附完全，据此可得活性炭脱附再生完全时的脱附率。

3）计算回收效率

脱附后的有机物和水的混合物经过冷凝、解析得到液体状有机溶剂半成品，再使用酒精计计算出回收得到有机溶剂的质量，便可根据公式：回收效率=回收到的有机溶剂质量/蒸发的有机溶剂质量*100%，计算得出回收效率。

所述有机溶剂选择乙醇、甲醇、乙酯、丙酮中的一种。

本发明的有益效果在于：①本发明活性炭气相吸附性能模拟检测方法改变了活性炭气相吸附性能的传统检测方法，实现在将活性炭投入工业生产之前，模拟实际生产环境对活性炭进行性能试验和选型，在低成本、低能耗的条件下提高了有机溶剂的回收率。

②本发明活性炭气相吸附性能模拟检测方法，使用方便，快速处理，利于及时得到颗粒活性炭的吸附性能，便于控制不合格产品的出现。

具体实施方式

实施例1

实验条件：1kg的气相吸附颗粒活性炭装入吸附装置中，并称取1kg的乙醇作为蒸发溶剂；

活性炭气相吸附性能模拟检测方法，包括以下步骤：

1）吸附率的测定

在80℃温度条件下将乙醇蒸发成气体，使乙醇气体气流连续不断的通过气相吸附颗粒活性炭床层，吸附一定时间后，对活性炭进行称量，得到质量数据，根据公式 CX= （M－C0）/ YQ *100% ，计算颗粒活性炭吸附率；

活性炭吸附实验记录：

序号	吸附时间	吸附后活性炭质量	计算吸附率
				1	30min	1.67	（1.67－1）／1*100%=67%
2	60mim	1.89	（1.89－1）／1*100%=89%
				3	90min	1.8901	（1.8901－1）／1*100%=89.01%

观察计算得到的吸附率数值，吸附60min后的吸附率为89%，而时间增加至90min后只增加了0.01%，说明在吸附60min时，该活性炭已吸附饱和，吸附率为89%。

2）脱附值的测定

对步骤1）得到的吸附60min 饱和的颗粒活性炭，使用180℃的过热蒸汽进行脱附再生，蒸汽用量为6kg，选取以下脱附时间对活性炭进行称量，根据公式CT= （M －C）/ YQ 1*100%，计算脱附率，（该实施例中：吸附的有机溶剂质量为0.89）：

序号	脱附时间	脱附后活性炭质量	脱附率
				1	10 min	1.2	（1.89－1.2）／0.89*100%=78%
2	20 min	1.01	（1.89－1.01）／0.89*100%=98.9%
				3	30 min	1.00999	（1.89－1.0099）／0.89*100%=99%

观察计算得到的脱附率数值可知，脱附20min后的脱附率达到了98.9%，时间增加后脱附率增加量并不大，说明脱附20min 活性炭已脱附完全，得活性炭脱附再生完全时的脱附率。

3）计算回收效率

气液混合体冷凝后得到有机溶剂—酒精的半成品2公斤，用酒精计测出酒精的度数为40度，计算出酒精的质量为0.8公斤，再根据回收效率公式得出回收率为80%。

实施例2

实验条件：6kg的气相吸附颗粒活性炭装入吸附装置中，并称取5kg的乙醇作为蒸发溶剂；

活性炭气相吸附性能模拟检测方法，包括以下步骤：

1）吸附率的测定

在85℃温度条件下将乙醇蒸发成气体，使乙醇气体气流连续不断的通过气相吸附颗粒活性炭床层，吸附一定时间后，对活性炭进行称量，得到质量数据，根据公式 CX= （M－C0）/ YQ *100% ，计算颗粒活性炭吸附率；

活性炭吸附实验记录：

序号	吸附时间	吸附后活性炭质量	计算吸附率
				1	30min	9.6	（9.6－6）／5*100%=72%
2	60mim	10.5	（10.5－6）／5*100%=90%
				3	90min	10.5	（10.5－6）／5*100%=90%

观察计算得到的吸附率数值，吸附60min后的吸附率为90%，而时间增加至90min后吸附率也为90%，说明在吸附60min时，该活性炭已吸附饱和。

2）脱附值的测定

对步骤1）得到的吸附60min 饱和的颗粒活性炭，使用180℃的过热蒸汽进行脱附再生，蒸汽用量为30kg，选取以下脱附时间对活性炭进行称量，根据公式CT= （M －C）/ YQ 1*100%，计算脱附率，（该实施例中：吸附的有机溶剂质量为4.5）：

序号	脱附时间	脱附后活性炭质量	脱附率
				1	10 min	7.6	（10.5－7.6）／4.5*100%==64%
2	20 min	6.0099	（10.5－6.0099）／4.5*100%=99.8%
				3	30 min	6.009	（10.5－6.009）／4.5*100%=99.8%

观察计算得到的脱附率数值可知，脱附20min后的脱附率达到了99.8%，时间增加后脱附率增加量并不大，说明脱附20min 活性炭已脱附完全，得活性炭脱附再生完全时的脱附率。

3）计算回收效率

气液混合体冷凝后得到有机溶剂—酒精的半成品10公斤，用酒精计测出酒精的度数为39度则计算出酒精的质量为3.9公斤，再根据回收效率公式得出回收率为78%。

实施例3

实验条件：10kg的气相吸附颗粒活性炭装入吸附装置中，并称取9kg的乙醇作为蒸发溶剂；

活性炭气相吸附性能模拟检测方法，包括以下步骤：

1）吸附率的测定

在80℃温度条件下将乙醇蒸发成气体，使乙醇气体气流连续不断的通过气相吸附颗粒活性炭床层，吸附一定时间后，对活性炭进行称量，得到质量数据，根据公式 CX=（ M－C0）/ YQ *100% ，计算颗粒活性炭吸附率；

活性炭吸附实验记录：

序号	吸附时间	吸附后活性炭质量	计算吸附率
				1	30min	17.6	（17.6－10）／9*100%=84.44%
2	60mim	18.099	（18.099－10）／9*100%=89.99%
				3	90min	18.1	（18.1－10）／9*100%=90%

观察计算得到的吸附率数值，吸附60min后的吸附率为89.99%，而时间增加至90min后只增加了0.01%，说明在吸附60min时，该活性炭已吸附饱和。

2）脱附值的测定

对步骤1）得到的吸附饱和的颗粒活性炭，使用180℃的过热蒸汽对此时的活性炭进行脱附再生，蒸汽用量为54kg，选取以下脱附时间对活性炭进行称量，根据公式CT= （M －C）/ YQ 1*100%，计算脱附率，（该实施例中：吸附的有机溶剂质量为8.1）：

序号	脱附时间	脱附后活性炭质量	脱附率
				1	10 min	12.6	（18.1－12.6）／8.1*100%==67.9%
2	20 min	10.1	（18.1－10.1）／8.1*100%=98.77%
				3	30 min	10.09	（18.1－10.09）／8.1*100%=98.9%

3）计算回收效率

气液混合体冷凝后得到有机溶剂—酒精的半成品19.8公斤，用酒精计测出酒精的度数为36度则计算出酒精的质量为7.128公斤，再根据回收效率公式得出回收率为79.2%。

Claims

1.一种活性炭气相吸附性能模拟检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）吸附率的测定

CX= （M－C0）/ YQ *100%

式中：CX— 颗粒活性炭吸附率；

M—吸附饱和的颗粒活性炭质量；

YQ—有机溶剂质量；

C0—装入的颗粒活性炭质量；

观察在不同时间段计算得到的吸附率数值，如果时间增加，吸附率也随之增加，则说明活性炭未吸附饱和，如果时间增加，而吸附后的活性炭质量未增加或增加的量比较小，则说明在前面的时间段活性炭已吸附饱和，可在两个时间点之间再取时间点进行吸附后活性炭质量的称量，以确定活性炭吸附饱和的最佳时间点和吸附率；

2）脱附率的测定

CT= （M －C）/ YQ 1*100%

式中：CT—颗粒活性炭脱附率；

C—脱附后的颗粒活性炭质量；

M—吸附饱和的颗粒活性炭质量；

YQ1—吸附的有机溶剂质量；

观察不同时间点计算得到的脱附率数值，如果时间增加，脱附率也随之增加，则说明活性炭未脱附完全，如果时间增加，而脱附率未增加或减少，则说明在前面的时间段活性炭已脱附完全，据此可得活性炭脱附再生完全时的脱附率；

3）计算回收效率

2.根据权利要求1所述的活性炭气相吸附性能模拟检测方法，其特征在于，所述有机溶剂选择乙醇、甲醇、乙酯、丙酮中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的活性炭气相吸附性能模拟检测方法，其特征在于，过热蒸汽的温度为170～190℃。