活性炭处理柴油脱硫脱氮
活性炭处理柴油脱硫脱氮,研究了通过活性炭吸附从柴油中除去硫和氮的化合物。活性炭(AC)通过酸氧化改性,或者用氯化钯浸渍。改性活性炭显示出酸性位点的数量显着增加,特别是那些用钯浸渍的活性炭。活性炭的吸附能力与酸基团的增加成比例地增加。用氯化钯浸渍的活性炭对氮化合物的吸附效率超过85%,硫化合物吸附效率超过60%。被研究的处理被认为是去除商用柴油中存在的硫和氮化合物的有效选择。
使用现有的加氢脱硫技术,来实现低硫水平实现生产代价是昂贵的。因此,为了达到硫氮更低水平的技术而不改变产品质量,技术人员已经研究了除去硫化合物的新方案。在这方面,通过使用改性材料的吸附去除污染物已经获得了相关性,因为它们在具有温和操作条件的相对简单的方法中具有良好的性能。在最近的研究中,已经强调使用不同的方法制备改性活性炭表面以增加特定污染物的吸附能力。已经报道了几种处理方法,包括使用酸,碱,浸渍,臭氧,等离子体和微波的表面处理。在寻找替代吸附材料时,使用工业废渣和废料制备活性炭。研究了碳酸化然后用CO 2活化的稻壳吸附剂的生产。所生产的材料通过定量酸和表面的碱性位点而化学表征。注意到酸和碱性位点的数量随活化时间和温度的增加而增加。
在柴油中吸附硫和氮化合物的试验使用普通活性炭和改性活性炭的样品一式三份进行。使用振荡器进行吸附,在70℃下保持2.0g与20.0mL柴油接触24小时的每个碳样品,在先前的研究中选择的条件。之后,除去柴油的等分试样,以确定吸附的硫和氮的量。分析方法是基于样品的催化燃烧,然后分析在UV荧光检测器中燃烧过程中产生的气体。
在酸性介质中制备氯化钯浸渍溶液,处理后的酸基增加如预期。这种增加不仅受到附着在碳表面上的钯的影响,而且还影响溶液的酸性。图1 活性炭样品之前和浸渍后的和1b示出了显微照片,在光区域图1线b表示其中元素钯是集中的区域。图 1c表示当选择图 1b的一个光区域作为通过能量色散光谱法(EDS)分析的目标时,与元素钯相关的能量峰。除了钯之外,可以确认氯存在,表明沉积的钯保持氧化形式(Pd 2+)。
活性炭显示出去除硫的最佳性能,其为具有最高酸性表面基团数量的样品。这表明硫的去除是通过一个优先酸表面。看到活性炭自相同的施加过程和相同的活化条件,酸和碱性基团的量的差异必须与活性炭样品提供的表面积有关。酸面积最大的活性炭也具有最大的BET面积。预期这一观察结果是,在氧化过程中,更大的可用面积可以更有利于在活性炭表面上形成具有氧的基团。
改性活性炭样品可用于从柴油中除去硫和氮化合物。从用氯化钯浸渍的活性炭测试的柴油中除去的氮含量高于85%。虽然钯占据了氮和硫吸附所需的一些微孔,但是对于这些化合物,包含钯的位点的亲和力的增加补偿了微孔缺陷。用氯化钯处理提供了从柴油中除去硫化合物的最佳结果(> 60%)(S500)。然而,酸处理没有改善与硫化合物的吸附相关的性能。用硫酸处理是与氮化合物吸附相关的最佳性能(> 75%)的氧化形式。氧化促进了吸附剂表面上酸性位点的发育。这些酸性位点为含氮的有机分子提供吸引性。获得柴油的结果,涉及的工艺涉及国家原料。该研究表明,吸附过程可以作为柴油常规处理的替代方法。引入吸附步骤之前,老化脱硫将成为更有效的过程。
本文作者:董帝豪
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