铜盐改性活性炭去除养殖场中的硫化氢 (2014年)

养殖场恶臭气体带来的环境污染日益受到人们的重视，它的治理已成为亟待解决的问题。通过高温水热化学改性与硫酸铜溶液浸渍联合对活性炭进行改性，在自制的固定床吸附装置中，考察了改性活性炭在不同条件下吸附养殖场中硫化氢的效果。结果表明，低温对物理吸附有利，但是对化学吸附不利，温度升高化学吸附增强，但同时物理吸附减弱，在80 ℃时两种吸附达到最佳平衡状态；随着空速增加，气体流速也增大，H2S分子在固定床中的停留时间缩短，吸附容量也随之减小。进气浓度在150~850 mg/m 3范围内，改性活性炭对H2S的吸附能力随着 ### 铜盐改性活性炭去除养殖场中的硫化氢 #### 概述 近年来，随着畜牧业的快速发展，养殖场产生的恶臭气体对环境造成的污染问题日益突出。这些恶臭气体不仅影响周边居民的生活质量，还可能对生态环境造成不可逆转的损害。因此，如何有效处理这些恶臭气体成为了一个迫切需要解决的问题。 #### 改性活性炭技术 本研究采用了一种新型的改性活性炭技术，通过高温水热化学改性和硫酸铜溶液浸渍的方法，对活性炭进行改性处理，旨在提高其对硫化氢（H2S）的吸附能力。改性后的活性炭被放置在一个自制的固定床吸附装置中，用于测试不同条件下的吸附效果。 #### 温度对吸附的影响 研究发现，温度对于物理吸附和化学吸附的影响存在差异。较低的温度有利于物理吸附过程，但不利于化学吸附；相反，较高的温度则会促进化学吸附，但可能会削弱物理吸附的作用。实验结果表明，在80℃时，物理吸附和化学吸附达到了最佳的平衡状态，这表明在此温度下，改性活性炭对H2S的总吸附量最大。 #### 空速对吸附的影响 除了温度之外，空速（气体流速与吸附剂体积之比）也是影响吸附效率的一个重要因素。当空速增加时，气体流速也随之增加，导致H2S分子在固定床中的停留时间缩短，进而使得吸附容量减少。这意味着，在实际应用中需要找到一个合适的空速，以确保吸附剂能够充分接触并捕获H2S分子。 #### 进气浓度的影响 研究还考察了不同浓度的H2S气体对改性活性炭吸附能力的影响。结果表明，在150~850mg/m³的浓度范围内，随着进气浓度的增加，改性活性炭对H2S的吸附能力逐渐下降，同时穿透时间也相应缩短。这是因为高浓度的H2S会导致吸附位点迅速饱和，从而降低了整体的吸附效率。 #### 表征方法 为了进一步理解改性前后活性炭的性能变化，研究采用了多种表征手段，包括傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、程序升温脱附(TPD)以及滴定酸碱官能团等方法。这些表征结果显示，活性炭的孔隙结构、官能团种类及数量以及表面酸碱性对其吸附H2S的能力有着重要的影响。 #### 结论 通过高温水热化学改性和硫酸铜溶液浸渍的方法对活性炭进行改性后，可以显著提高其对硫化氢的吸附能力。特别是在80℃时，物理吸附和化学吸附达到平衡状态，表现出最佳的吸附效果。此外，合适的空速和适当的进气浓度也是确保高效吸附的重要因素。这些发现为利用改性活性炭有效控制养殖场恶臭气体提供了一条可行的技术路径，并为后续的研究和发展奠定了坚实的基础。