活性炭脫汞催化劑化學(xué)成分分析方法

主要起草單位：中石化南京化工研究院有限公司、武漢科林精細(xì)化工有限公司、山東迅達(dá)化工集團(tuán)有限公司、北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司、西安向陽(yáng)航天材料股份有限公司。

主要起草人：李忠于、李敏、王國(guó)妮、胡文賓、侯亞楠、張先茂、趙文濤、王國(guó)興、孫國(guó)雙、王澤。 2100433B

2019年3月25日，《活性炭脫汞催化劑化學(xué)成分分析方法》發(fā)布。

2020年2月1日，《活性炭脫汞催化劑化學(xué)成分分析方法》實(shí)施。

脫附升溫脫附

物質(zhì)的吸附量是隨溫度的升高而減小的，將吸附劑的溫度升高，可以使已被吸附的組分脫附下來(lái)，這種方法也稱為變溫脫附，整個(gè)過(guò)程中的溫度是周期變化的。微波脫附是由升溫脫附改進(jìn)的一種技術(shù)，微波脫附技術(shù)已應(yīng)用于氣體分離、干燥和空氣凈化及廢水處理等方面。在實(shí)際工作中，這種方法也是最常用的脫附方法。

脫附減壓脫附

物質(zhì)的吸附量是隨壓力的升高而升高的，在較高的壓力下吸附，降低壓力或者抽真空，可以使吸附劑再生，這種方法也稱為變壓吸附。此法常常用于氣體脫附。

脫附?jīng)_洗脫附

用不被吸附的氣體(液體)沖洗吸附劑，使被吸附的組分脫附下來(lái)。采用這種方法必然產(chǎn)生沖洗劑與被吸附組分混合的問(wèn)題，需要用別的方法將它們分離，因此這種方法存在多次分離的不便性。

脫附置換脫附

置換脫附的工作原理是用比被吸附組分的吸附力更強(qiáng)的物質(zhì)將被吸組分置換下來(lái)。其后果是吸附劑上又吸附了置換上去的物質(zhì)，必須用別的方法使它們分離。例如，活性炭對(duì)Ca2 、C1-有一定的吸附能力，這些離子占據(jù)了吸附活性中心，可對(duì)活性炭吸附無(wú)機(jī)單質(zhì)或有機(jī)物產(chǎn)生不利影響。因此，用活性炭吸附待分離溶液中的物質(zhì)后，選用CaCl2作為脫附劑可降低活性炭對(duì)吸附質(zhì)的吸附穩(wěn)定性，從而達(dá)到降低脫附活化能的目的。

脫附磁化脫附

由于單分子水的性質(zhì)比簇團(tuán)中的水分子活潑得多，能充分顯示它的偶極子特性，從而使水的極性增強(qiáng)。預(yù)磁處理能增大水的極性，這就能充分解釋經(jīng)過(guò)預(yù)磁處理后活性炭的吸附容量減小的現(xiàn)象。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度增大時(shí)，分離出的單個(gè)水分子越多，則阻礙作用就越大，從而吸附容量減小得也就越多。活性炭本身為非極性物質(zhì)，活性炭的表面由于活化作用而具有氧化物質(zhì)，且吸附劑是在濕空氣條件下活化而成，它使活性炭的表面氧化物質(zhì)以酸性氧化物占優(yōu)勢(shì)，從而使活性炭具有極性，能夠吸附極性較強(qiáng)的物質(zhì)。由于這些帶極性的基團(tuán)易于吸附帶極性的水，從而阻礙了吸附劑在水溶液中吸附非極性物質(zhì)。這種方法常用于溶液中對(duì)吸附質(zhì)的脫附。

脫附超聲波脫附

超聲波(場(chǎng))是通過(guò)產(chǎn)生協(xié)同作用來(lái)改變吸附相平衡關(guān)系的，在超聲波(場(chǎng))作用下的吸附體系中添加第三組分后，體系相平衡關(guān)系朝固相吸附量減少方向移動(dòng)的程度大于在常規(guī)條件下的吸附體系。根據(jù)超聲波的作用原理推測(cè)，可能是因?yàn)榈谌M分改變了流體相的極性，增加了空化核的表面張力，使得微小氣核受到壓縮而發(fā)生崩潰閉合周期縮短的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生更強(qiáng)烈的超聲空化作用。因此，在用活性炭吸附待分離溶液中的物質(zhì)后，可以用超聲波(場(chǎng))產(chǎn)生協(xié)同作用來(lái)改變吸附相平衡關(guān)系，降低活性炭對(duì)吸附質(zhì)的吸附穩(wěn)定性，從而達(dá)到降低脫附化能的目的。2100433B

物理冷凝法脫濕工作原理均是通過(guò)降低濕空氣的干燥溫度，使空氣中的水分析出，從而達(dá)到脫濕的要求。

現(xiàn)有的機(jī)前脫濕技術(shù)是在高爐鼓風(fēng)機(jī)前采用物理冷凝法對(duì)空氣進(jìn)行脫濕，位于高爐鼓風(fēng)機(jī)前的脫濕器內(nèi)設(shè)有換熱管束，空氣在管外流動(dòng)，冷水在管內(nèi)流動(dòng)，兩者通過(guò)管壁進(jìn)行換熱并凝析空氣中的水分。

由于脫濕空氣壓力接近當(dāng)?shù)卮髿鈮?，為保證鼓風(fēng)濕度控制在9 g/m³，對(duì)應(yīng)脫濕后的空氣溫度約8.5 ℃，考慮傳熱端差等因素，脫濕用冷水溫度為5~7 ℃，因此脫濕系統(tǒng)必須設(shè)置制冷機(jī)以提供低溫冷水，但制冷機(jī)電耗和水耗較大。

根據(jù)道爾頓分壓定律和空氣絕對(duì)濕度與蒸汽分壓的關(guān)系，某一絕對(duì)濕度對(duì)應(yīng)的飽和空氣溫度隨空氣壓力的升高而升高。空氣壓力較低時(shí)，維持其濕度的所需溫度較低，空氣壓力較高時(shí)，維持濕度所需溫度較高。高爐鼓風(fēng)機(jī)機(jī)后脫濕系統(tǒng)作為一種脫濕新工藝，其脫濕裝置位于高爐鼓風(fēng)機(jī)后，在高爐鼓風(fēng)機(jī)對(duì)大氣進(jìn)行壓縮、增壓后進(jìn)行脫濕處理，根據(jù)上述原理，脫濕溫度可大大提高。假設(shè)高爐鼓風(fēng)機(jī)增壓后的空氣絕對(duì)壓力為0.5 MPa，要求鼓風(fēng)濕度9 g/m³，計(jì)算或查表可知對(duì)應(yīng)空氣的飽和溫度為34.7 ℃，所以當(dāng)空氣溫度冷卻到34.7 ℃時(shí)，空氣中所含水分即達(dá)到所要求的9 g/m³。顯然當(dāng)采用新工藝時(shí)，脫濕系統(tǒng)可采用常溫介質(zhì)，如循環(huán)水、江河水或海水實(shí)現(xiàn)冷卻脫濕，無(wú)需設(shè)置制冷機(jī)提供低溫冷凍水 。