活性炭的吸附天然气及净化黄磷尾气的应用

活性炭的吸附天然气及净化黄磷尾气的应用摘要：活性炭作为一种重要的固体吸附剂被广泛应用于各种行业中。它的吸附能力强，可以用于分离、提纯和催化工艺。在近几年中，它更是作为一种重要的工艺物质进行研究开发，从而得到更有利于我们生产需要的工艺产品，其中就有活性炭纤维等等。但是，作为重要吸附剂，活性炭依然在工业中演绎了一个不可或缺的角色，这里就让我为大家介绍一下活性炭应用于贮存天然气和净化黄磷尾气中的硫化氢、磷化氢两个方面的进展及研究。关键词：活性炭天然气吸附硫化氢净化

一、前言活性炭是一种常用的吸附剂．为黑色多孔固体。孔隙结构发达，具有巨大的比表面积。正由于活性炭的这些特性，它对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有很强的吸附能力。正因为活性炭具有比表面积大，微孔结构丰富和吸附容量高的特点，所以，作为一种重要的固体吸附剂，它目前已被广泛应用于分离、提纯和催化工艺。在废水处理中，活性炭不仅可以通过吸附作用去除水中的有机物,还可以去除水中的重金属离子等无机污染物。在一些工业生产中，如煤的生产工艺中，它作为固体吸附剂可以进行脱硫工艺分离硫来减少硫的排放。在天然气的开发生产中，活性炭也占据了一个重要身份角色，活性炭可以用于贮存天然气的作用。在一些实验研究中，活性炭更是演绎了一个重要的角色，它可以用于采集一些气体样品或溶液中的一些有机的、无机的成分进行系统的科学实验研究。活性炭对各种物质的吸附力具有选择性的。首先，活性炭对有机物的吸附，一般认为有3种形式的力，即：扩散力、供一受电子交换作用和静电作用。活性炭对有机物的吸附与活性炭本身的性质、有机物性质、吸附条件都有关系，具体包括活性炭的比表面积、孔径分布、杂质含量、疏水性、表面官能团的含量等物理和化学性质l有机物本身的性质。如极性、疏水性、分子直径、酸性和碱性；吸附条件如温度、pH值和溶剂极性等。其次，活性炭表面的含氧官能团使得活性炭亲水性、吸附选择性、离子交换能力和对金属的亲和力增加，表面pHPZC值降低，所以在吸附金属离子时，活性炭对金属离子的吸附能力和吸附选择性有所提高。对于吸附金属离子的吸附机理说法也各不相同，主要有：静电作用力机理和离子交换机理。最后，从不同原料与方法制成的颗粒活性炭，吸附气体的量，大有差异。一般被活性炭吸附的气体有，烷烃、烯烃、乙炔、苯蒸汽、氢、氮、氯、氧、二氧化硫、硫化氢、氯化氢、氨、一氧化碳、二氧化碳等等，都会有不同的选择性吸附。在高温下，活性炭还可以除去二氧化硫。二、吸附天然气技术天然气储运方式应发展以管道和液化天然气方式为主,以高压压缩天然气(CNG)、吸附天然气(ANG)和天然气水合物(HNG)为辅的多元化天然气储运战略模式,灵活多变地适应和开发下游市场,降低单一储运方式的呆滞性和风险性,丰富天然气产业链,促进其健康、有序、快速地发展。吸附储存天然气的最佳场所集中在1～2nm的微孔中,因此这种吸附剂必须具有发达的微孔和适宜的孔径。而在天然气产业中一般使用的吸附剂是粉体吸附剂。制取天然气吸附剂的原料来源非常广泛,主要有木炭、泥煤、泥煤焦碳、石油产物、褐煤及其半焦碳等含碳物质,这些原料的共同特点就是含有大量的稠环芳烃结构。原料的广泛性为此项技术的产业化提供了充分的现实基础。预活化过程主要是发生部分脱水和碳化反应,产生大量甲烷、氢气、一氧化碳以及一些重烃气体,改善了原料表面的憎水特性,使其容易与活化剂充分润湿,并形成部分大孔,为活化剂进入原料颗粒内部提供充分的途径。在天然气吸附剂的成型工艺上则要求粘结剂含量低、型炭密度大,因此比活性炭的粘结剂含量少、成型压力高、成型时间长。粘结剂含量少,要求物料混合的均匀程度高;成型压力高,模具成本和液压机运行成本就高;成型时间长,则降低了设备使用效率,必然增加吸附剂成型成本。吸附剂使用寿命的影响因素主要有吸附剂表面化学性质、吸附热效应、吸附气质组成等。吸附剂表面化学性质属于材料本身性质,与其制备过程有关。由于吸附剂的孔隙骨架结构都是由几层碳原子片层弯曲变形所构成,界面上的碳原子大多形成了含氧官能团,可提高微孔吸附甲烷分子的能力。吸附气质的影响程度主要与气质中杂质含量及其在吸附剂上的吸附量有关。由于实际天然气气体中除甲烷外还含有乙烷、丙烷、氮气、硫化氢、二氧化碳、水蒸气及其他重烃组分,在ANG技术应用过程中会对吸附剂性能产生较大影响。研究结果表明乙烷、丙烷及丁烷等在吸附剂上产生可逆优先吸附,通过加热等方式可基本上恢复吸附剂的性能。研究结果表明乙烷、丙烷及丁烷等在吸附剂上产生可逆优先吸附,通过加热等方式可基本上恢复吸附剂的性能。由于硫化氢具有较强的还原性,容易在吸附剂微孔中被氧化成单质硫而堵塞孔道,产生不可逆吸附,造成吸附剂中毒,降低使用寿命,所以ANG技术在实际应用中须先除去天然气中的硫化氢。天然气吸附剂作为一种新型炭材料,具有发达的微孔和极大的比表面积,应用领域极为广阔。目前已处于技术开发状态的主要有:天然气汽车燃料的吸附储存材料、双电层电容器电极材料、变压吸附的超临界气体分离材料。有待开发的应用领域主要包括:城市天然气管网的调峰材料、无天然气管网地区的储运材料等。可以预计,天然气吸附剂的应用和发展可能会成为我国一项新型产业。三、活性炭法净化黄磷尾气中硫化氢、磷化氢的研究进展黄磷是一种重要的化工产品。所以它的生产量自然会很高，全世界黄磷生产能力约150万t/a,我国黄磷生产能力约113万t/a。黄磷尾气是电炉法生产黄磷过程中的副产物,每生产1t黄磷可副产尾气2500～3000m3,若直接排放将对空气造成极大的污染。黄磷尾气中的一氧化碳含量较高(体积分数大于85%),热值也较高(11700kJ/m3),所以净化黄磷尾气制取高纯度一氧化碳,并作为原料用于一碳化工产品的合成,是涉及化工环保的重要课题。由于原磷矿石等原料的组成、生产操作工艺的不同,黄磷尾气的组成也有所变化。黄磷尾气的典型组成(体积分数)为:CO85%～90%,CO22%～6%,N21%～5%,H24%～8%,CH4014%,O2110%,其中的杂质(质量浓度,mg/m3)为:P500～1000,S600～3000,F400～500,As70～80。黄磷尾气中有害杂质较多,特别是硫、磷等,其净化分离难度较大。由于活性炭具有较大的比表面积、较大的孔容和较好的热力学稳定性,而且活性炭表面易于用各种各样的物理、化学方法进行修饰,所以利用活性炭吸附净化气体受到人们的重视,得到了广泛的应用。硫化氢的净化利用活性炭吸附净化H2S、PH3等酸性气体一般要先用碱性物质对活性炭进行活化处理,如用KI、KMnO4、KOH、NaOH和NH3·H2O等浸渍。活化后的碱性活性炭对酸性气体的去除效率很高,但浸渍后的活性炭由于浸渍液填充了孔径体系,限制了其物理吸附能力,所以浸渍后活性炭的吸附量比未浸渍的活性炭有所下降,而且价格要比未浸渍的高许多。。通过对不同来源活性炭(如泥煤、木材、生煤、椰子壳、石油沥青等)对H2S气体吸附性能的研究发现,不同类型的活性炭的吸附活性也有所不同,其中由椰子壳制的活性炭比其他活性炭的吸附性能要好,而煤制活性炭的性能最差。污泥活性炭对潮湿空气中的硫化氢吸附效果较好。磷化氢的净化PH3的净化一般是采用活性炭为载体,采用浸渍法制备负载型活性炭,然后对PH3进行净化。有用质量分数为20%的硫浸渍过的活性炭、以盐酸作浸渍液制备催化剂，等等。利用活性炭吸附净化黄磷尾气中的有害杂质磷化氢、硫化氢,能使二者在尾气中的质量浓度均小于1mg/m3,净化效果很好,能够满足后续生产过程中对一氧化碳原料气的要求,为黄磷尾气有效利用提供了基础。

四、结语综上所述，我们可以知道，由于活性炭具有吸附速度快、易再生等优点,在环保领域日益显示出其主导地位,越来越受到人们的重视。人们也开始就现在活性炭的性质和当前生产的需要继续研究新的更加适合社会发展需要的新型活性炭，其中出现了活性炭纤维，污泥活性炭，等等。在不久的将来，活性炭被应用的领域可能会更宽，因为不同的新型活性炭已逐渐去满足社会的发展需要了。

参考文献：[1]徐文东等.吸附天然气技术研究进展及发展前景.天然气工业,2021,26(6):127-130.[2]周理,周亚平.高表面活性炭变压吸附分离甲烷/氮气混合物的方法[P].CN02117916.6[3]任占冬，陈樑，宁平．活性炭法净化黄磷尾气中硫化氢、磷化氢的研究进展.现代化工，2021，26（11）：25-28[4]任占冬,陈樑.JC系列催化剂上氧化脱除黄磷尾气中PH3、H2S[J].天然气化工,2021,29(6):19-23[5]刘学贵，王恩德，邵红．煤层气开发与利用-甲烷气体吸附剂研究进展.中国矿业，2021，15（12）：95-97[6]匡国明.我国黄磷工业现状和可持续发展方向[J].磷肥与复肥,2021,20(2):45-47[7]李彬,宁平,王学谦.负载酸活性炭净化黄磷尾气中磷化氢[J].四川化工,2021,7(5):41-43[8]张晓东,等.不同粒度的煤样等温吸附的研究[J].中国矿业大学学报,2021(7):427-432[9]崔永君.不同煤级对CH4、N2和CO2单组分气体的吸附[J].天然气工业,2021,25(1):61-65[10]徐文东,陈进富,李术元,等.复合活化法制备高表面炭质吸附剂及助剂HJ-1作用机理的研究[J].国际网上化学学报,2021,6(3):21[11]朱实清，等.污泥改性活性炭技术及其应用进展．中国给水排水，2021，22（24）：19-22[12]程祥珍，等．活性炭纤维研究与应用进展．炭材料科学与工艺，2021，15（3）：35-41[13]范浩杰，等．活性炭纤维脱硫、脱硝的研究进展，2021，25（5）：724-727

社会实践报告系别：班级：学号：姓名：作为祖国未来的事业的继承人，我们这些大学生应该及早树立自己的历史责任感，提高自己的社会适应能力。假期的社会实践就是很好的锻炼自己的机会。当下，挣钱早已不是打工的唯一目的，更多的人将其视为参加社会实践、提高自身能力的机会。许多学校也积极鼓励大学生多接触社会、了解社会，一方面可以把学到的理论知识应用到实践中去，提高各方面的能力；另一方面可以积累工作经验对日后的就业大有裨益。进行社会实践，最理想的就是找到与本专业对口单位进行实习，从而提高自己的实战水平，同时可以将课本知识在实践中得到运用，从而更好的指导自己今后的学习。但是作为一名尚未毕业的大学生，由于本身具备的专业知识还十分的有限，所以我选择了打散工作为第一次社会实践的方式。目的在于熟悉社会。就职业本身而言，并无高低贵贱之分，存在即为合理。通过短短几天的打工经历可以让长期处于校园的我们对社会有一种更直观的认识。实践过程：自从走进了大学，就业问题就似乎总是围绕在我们的身边，成了说不完的话题。在现今社会，招聘会上的大字报都总写着“有经验者优先”，可还在校园里面的我们这班学子社会经验又会拥有多少呢？为了拓展自身的知识面，扩大与社会的接触面，增加个人在社会竞争中的经验，锻炼和提高自己的能力，以便在以后毕业后能真正真正走入社会，能够适应国内外的经济形势的变化，并且能够在生活和工作中很好地处理各方面的问题，我开始了我这个假期的社会实践-走进天源休闲餐厅。实践，就是把我们在学校所学的理论知识，运用到客观实际中去，使自己所学的理论知识有用武之地。只学不实践，那么所学的就等于零。理论应该与实践相结合。另一方面，实践可为以后找工作打基础。通过这段时间的实习，学到一些在学校里学不到的东西。因为环境的不同，接触的人与事不同，从中所学的东西自然就不一样了。要学会从实践中学习，从学习中实践。而且在中国的经济飞速发展，又加入了世贸，国内外经济日趋变化，每天都不断有新的东西涌现，在拥有了越来越多的机会的同时，也有了更多的挑战，前天才刚学到的知识可能在今天就已经被淘汰掉了，中国的经济越和外面接轨，对于人才的要求就会越来越高，我们不只要学好学校里所学到的知识，还要不断从生活中，实践中学其他知识，不断地从各方面武装自已，才能在竞争中突出自已，表现自已。在餐厅里,别人一眼就能把我人出是一名正在读书的学生,我问他们为什么,他们总说从我的脸上就能看出来,也许没有经历过社会的人都有我这种不知名遭遇吧!我并没有因为我在他们面前没有经验而退后,我相信我也能做的像他们一样好.我的工作是在那做传菜生,每天9点钟-下午2点再从下午的4点-晚上8:30分上班,虽然时间长了点但,热情而年轻的我并没有丝毫的感到过累,我觉得这是一种激励,明白了人生,感悟了生活,接触了社会,了解了未来.在餐厅里虽然我是以传菜为主,但我不时还要做一些工作以外的事情，有时要做一些清洁的工作，在学校里也许有老师分配说今天做些什么，明天做些什么，但在这里，不一定有人会告诉你这些，你必须自觉地去做，而且要尽自已的努力做到最好，一件工作的效率就会得到别人不同的评价。在学校，只有学习的氛围，毕竟学校是学习的场所，每一个学生都在为取得更高的成绩而努力。而这里是工作的场所，每个人都会为了获得更多的报酬而努力，无论是学习还是工作，都存在着竞争，在竞争中就要不断学习别人先进的地方，也要不断学习别人怎样做人，以提高自已的能力！记得老师曾经说过大学是一个小社会，但我总觉得校园里总少不了那份纯真，那份真诚，尽管是大学高校，学生还终归保持着学生的身份。而走进企业，接触各种各样的客户、同事、上司等等，关系复杂，但我得去面对我从未面对过的一切。记得在我校举行的招聘会上所反映出来的其中一个问题是，学生的实际操作能力与在校理论学习有一定的差距。在这次实践中，这一点我感受很深。在学校，理论的学习很多，而且是多方面的，几乎是面面俱到；而在实际工作中，可能会遇到书本上没学到的，又可能是书本上的知识一点都用不上的情况。或许工作中运用到的只是很简单的问题，只要套公式似的就能完成一项任务。有时候我会埋怨，实际操作这么简单，但为什么书本上的知识让人学得这么吃力呢？这是社会与学校脱轨了吗？也许老师是正确的，虽然大学生生活不像踏入社会，但是总算是社会的一个部分，这是不可否认的事实。但是有时也要感谢老师孜孜不倦地教导，有些问题有了有课堂上地认真消化，有平时作业作补充，我比一部人具有更高的起点，有了更多的知识层面去应付各种工作上的问题，作为一名大学生，应该懂得与社会上各方面的人交往，处理社会上所发生的各方面的事情，这就意味着大学生要注意到社会实践，社会实践必不可少。毕竟，很快我就不再是一名大学生，而是社会中的一分子，要与社会交流，为社会做贡献。只懂得纸上谈兵是远远不及的，以后的人生旅途是漫长的，为了锻炼自己成为一名合格的、对社会有用的人才.很多在学校读书的人都说宁愿出去工作，不愿在校读书；而已在社会的人都宁愿回校读书。我们上学，学习先进的科学知识，为的都是将来走进社会，献出自己的一份力量，我们应该在今天努力掌握专业知识，明天才能更好地为社会服务。实践心得：虽然这次的实践只有短短的几天，而且从事的是比较简单的服务工作，但是通过与各种各样的人接触，还是让我学会了很多道理。首先是明白了守时的重要性。工作和上学是两种完全不同的概念，上学是不迟到很多时候是因为惧怕老师的责怪，而当你走上了工作岗位，这里更多的是由于自己内心的一种责任。这种责任是我学会客服自己的惰性，准时走上自己的岗位。这对我以后的学习生活也是一种鞭策，时刻牢记自己的责任，并努力加强自己的时间观念。其次让我真实的体会到了合作的重要性。虽然我工作的只是小小的一家餐厅，但是从点单到制作到递送到结帐这一环环的工作都是有分工的，只有这样才能使整家店的工作效率都大大的提高。以前虽然在书上看见过很多的团队合作的例子，但这一次是深刻的体会到了，正所谓“众人拾柴火焰高”，“团结就是力量”。在以后的学习和工作中，一定会要牢记这一点，将自己融入到集体中，和大家一起携手走向辉煌。再次，这次打工的经历也让我的心理更加趋于成熟。在餐厅里每天面对形形色色的客人，重复着单调的工作。让从未涉世的我还是有那么一点点不适应