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络合型吸附剂变压吸附环氧乙烷生产尾气中乙烯的研究

戴岳  
【摘要】:本文以吸附法回收环氧乙烷工业尾气中的乙烯为应用背景,对活性炭吸附剂 和南京工业大学吸附分离技术研究所研制的 NJ 型络合吸附剂进行了考察。考察的 目标为乙烯的吸附量、乙烯/乙烷体系的选择性、不同比例的工业排放气中各组分 对乙烯在不同吸附剂上变压吸附性能的影响、吸附剂的再生性能。 实验测定了排放气中各种单组分气体在两种吸附剂上的静态吸附等温线。结 果表明,其中活性炭对乙烯单组分的吸附量较大,而 NJ 型络合吸附剂对乙烯的吸 附量较小。选用了分别考虑物理吸附和化学吸附的模型,该模型可以较好的对单 组分平衡数据进行关联,计算值与实验值具有较好的一致性。 建立了柱动态法测定吸附剂吸附性能的装置,模拟工业排放气配制多组分混 合气体,分别考察了两种吸附剂的抽真空变压吸附性能。 多组分混合气的动态吸附实验表明,在相同条件下,两种吸附剂中活性炭对 乙烯的吸附容虽然较大,但对乙烯的选择性较小,且乙烯/乙烷的分离系数小于 1; NJ 型络合吸附剂的乙烯选择性优于活性炭吸附剂。实验考察了不同比例的工业排 放气中各主要组分对乙烯在吸附剂上变压吸附性能的影响,发现 NJ 型络合吸附剂 的吸附稳定性也优于活性炭。实验中使用环氧乙烷装置排放气,考察了 NJ 型络合 型吸附剂变压吸附回收乙烯的工业应用可行性。结果表明,NJ 型络合吸附剂的稳 定性和变压再生性能很好,且脱附出来的乙烯浓度较大,为工业应用提供了基础。 实验进一步证明了 NJ 型络合吸附剂具有良好的惰性气体吹扫再生性能以及 甲烷气吹扫再生性能。 根据实验结果,初步设计了采用 NJ 型络合吸附剂变压吸附回收环氧乙烷工 业尾气中乙烯的工艺,并选择了合理的变压吸附操作流程。对工业应用的可行性 分析表明,采用变压吸附法回收乙烯,乙烯的纯度高、回收率大,与其他方法相 比,具有显著的经济效益。


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