活性炭處理柴油脫硫脫氮
活性炭處理柴油脫硫脫氮,研究了通過(guò)活性炭吸附從柴油中除去硫和氮的化合物。活性炭(AC)通過(guò)酸氧化改性，或者用氯化鈀浸漬。改性活性炭顯示出酸性位點(diǎn)的數(shù)量顯著增加，特別是那些用鈀浸漬的活性炭?；钚蕴康奈侥芰εc酸基團(tuán)的增加成比例地增加。用氯化鈀浸漬的活性炭對(duì)氮化合物的吸附效率超過(guò)85%，硫化合物吸附效率超過(guò)60%。被研究的處理被認(rèn)為是去除商用柴油中存在的硫和氮化合物的有效選擇。
使用現(xiàn)有的加氫脫硫技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)低硫水平實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)代價(jià)是昂貴的。因此，為了達(dá)到硫氮更低水平的技術(shù)而不改變產(chǎn)品質(zhì)量，技術(shù)人員已經(jīng)研究了除去硫化合物的新方案。在這方面，通過(guò)使用改性材料的吸附去除污染物已經(jīng)獲得了相關(guān)性，因?yàn)樗鼈冊(cè)诰哂袦睾筒僮鳁l件的相對(duì)簡(jiǎn)單的方法中具有良好的性能。在最近的研究中，已經(jīng)強(qiáng)調(diào)使用不同的方法制備改性活性炭表面以增加特定污染物的吸附能力。已經(jīng)報(bào)道了幾種處理方法，包括使用酸，堿，浸漬，臭氧，等離子體和微波的表面處理。在尋找替代吸附材料時(shí)，使用工業(yè)廢渣和廢料制備活性炭。研究了碳酸化然后用CO 2活化的稻殼吸附劑的生產(chǎn)。所生產(chǎn)的材料通過(guò)定量酸和表面的堿性位點(diǎn)而化學(xué)表征。注意到酸和堿性位點(diǎn)的數(shù)量隨活化時(shí)間和溫度的增加而增加。
在柴油中吸附硫和氮化合物的試驗(yàn)使用普通活性炭和改性活性炭的樣品一式三份進(jìn)行。使用振蕩器進(jìn)行吸附，在70℃下保持2.0g與20.0mL柴油接觸24小時(shí)的每個(gè)碳樣品，在先前的研究中選擇的條件。之后，除去柴油的等分試樣，以確定吸附的硫和氮的量。分析方法是基于樣品的催化燃燒，然后分析在UV熒光檢測(cè)器中燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的氣體。
在酸性介質(zhì)中制備氯化鈀浸漬溶液，處理后的酸基增加如預(yù)期。這種增加不僅受到附著在碳表面上的鈀的影響，而且還影響溶液的酸性。圖1 活性炭樣品之前和浸漬后的和1b示出了顯微照片，在光區(qū)域圖1線b表示其中元素鈀是集中的區(qū)域。圖 1c表示當(dāng)選擇圖 1b的一個(gè)光區(qū)域作為通過(guò)能量色散光譜法(EDS)分析的目標(biāo)時(shí)，與元素鈀相關(guān)的能量峰。除了鈀之外，可以確認(rèn)氯存在，表明沉積的鈀保持氧化形式(Pd 2+)。
活性炭顯示出去除硫的最佳性能，其為具有最高酸性表面基團(tuán)數(shù)量的樣品。這表明硫的去除是通過(guò)一個(gè)優(yōu)先酸表面?？吹交钚蕴孔韵嗤氖┘舆^(guò)程和相同的活化條件，酸和堿性基團(tuán)的量的差異必須與活性炭樣品提供的表面積有關(guān)。酸面積最大的活性炭也具有最大的BET面積。預(yù)期這一觀察結(jié)果是，在氧化過(guò)程中，更大的可用面積可以更有利于在活性炭表面上形成具有氧的基團(tuán)。
改性活性炭樣品可用于從柴油中除去硫和氮化合物。從用氯化鈀浸漬的活性炭測(cè)試的柴油中除去的氮含量高于85%。雖然鈀占據(jù)了氮和硫吸附所需的一些微孔，但是對(duì)于這些化合物，包含鈀的位點(diǎn)的親和力的增加補(bǔ)償了微孔缺陷。用氯化鈀處理提供了從柴油中除去硫化合物的最佳結(jié)果(> 60%)(S500)。然而，酸處理沒(méi)有改善與硫化合物的吸附相關(guān)的性能。用硫酸處理是與氮化合物吸附相關(guān)的最佳性能(> 75%)的氧化形式。氧化促進(jìn)了吸附劑表面上酸性位點(diǎn)的發(fā)育。這些酸性位點(diǎn)為含氮的有機(jī)分子提供吸引性。獲得柴油的結(jié)果，涉及的工藝涉及國(guó)家原料。該研究表明，吸附過(guò)程可以作為柴油常規(guī)處理的替代方法。引入吸附步驟之前，老化脫硫?qū)⒊蔀楦行У倪^(guò)程。
本文作者：董帝豪
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