大连中汇达科学仪器有限公司

催化燃烧脱除空气中苯和乙酸乙酯

    一、实验目的


考察不同反应温度和气体流量下,506TJW506TJW-1两种催化剂对空气中100ppm苯和乙酸乙酯的脱除能力,筛选出最佳反应温度和流量应用于环保工程。

    二、实验原理


催化燃烧是借助催化剂在低起燃温度下(200-400)进行无火焰燃烧,并将空气中有机物氧化分解成二氧化碳和水的技术。


催化燃烧处理有机废气的优点:1起燃温度低,能量消耗少。2使用范围广,适应氧浓度范围大。3净化效率高无二次污染,且燃烧缓和,运转费用少。4操作管理方便,可长期运行。

三、实验内容


1250-350500-800ml/min范围内,506TJW对空气中苯和乙酸乙酯的脱除能力

2250-400250-800ml/min范围内,506TJW-1对空气中苯和乙酸乙酯的脱除能力

3、气相色谱法检测催化反应后的尾气,筛选出最佳反应温度和流量。

    四、实验器材


    高温管式炉                                                龙口先科

    石英反应管(500mm,内径10mm)                                                        大连玻璃厂

    原料气(以空气为底气,含98ppm的乙酸乙酯、101ppm的苯)    大连大特

       GC-7900气相色谱(SPL进样器、FID检测器)                                         天美中国

    色谱柱(40m×0.53mm×0.1umSE-54毛细柱)                 大连中汇达

    自动六通阀(定量管0.2ml                                  美国Vacol

    氢气、空气发生器                                          北京汇龙

    高纯氮气                                                  大连大特

   

    五、实验步骤


        ()标准曲线绘制

1、气相色谱调节开机,设定柱温40,进样器150,检测器200

2、色谱各部件升至设定温度后,FID点火并观察基线

3、将原料气通入自动六通阀,使其充满六通阀定量管。

4、进样,并用以原料气为标样绘制单点标准曲线



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图一   原料气色谱图


() 506TJW型催化剂最佳反应条件筛选

1、将1g催化剂装入石英反应管,并将反应管置于管式炉中,设定加热温度为250

2、管式炉升至设定温度并稳定后,将原料气以500ml/min流速通过反应管

3、将反应后尾气通入气相色谱自动六通阀,测定乙酸乙酯和苯在反应后气体中的含量。

4、改变反应温度为300350,分别测定反应尾气中乙酸乙酯和苯的含量。

5、在350下,调节原料气流量为800ml/min,测定反应尾气中乙酸乙酯和苯的含量。


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图二   506TJW型催化剂250500ml/min色谱图


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图三   506TJW型催化剂300500ml/min色谱图


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图四   506TJW型催化剂350500ml/min色谱图


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图五   506TJW型催化剂350800ml/min色谱图


() 506TJW-1型催化剂最佳反应条件筛选

1、将1g催化剂装入石英反应管,并将反应管置于管式炉中,设定加热温度为250

2、管式炉升至设定温度并稳定后,将原料气以500ml/min流速通过反应管

3、将反应后尾气通入气相色谱自动六通阀,测定乙酸乙酯和苯在反应后气体中的含量。

4、改变反应温度为300350,分别测定反应尾气中乙酸乙酯和苯的含量。

5、在300下,调节原料气流量为250ml/min,测定反应尾气中乙酸乙酯和苯的含量。

6、调节原料气流量为800ml/min,温度分别为350400,测定反应尾气中乙酸乙酯和苯的含量。

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图六   506TJW-1型催化剂250500ml/min色谱图


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图七   506TJW-1型催化剂300500ml/min色谱图


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图八 506TJW-1型催化剂300250ml/min色谱图


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图九 506TJW-1型催化剂350500ml/min色谱图


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图十 506TJW-1型催化剂350800ml/min色谱图


图11.jpg

图十一 506TJW-1型催化剂400800ml/min色谱图

    六、实验结果


    表一506TJW型催化剂实验数据

温度

500ml/min

800ml/min

乙酸乙酯(ppm

苯(ppm

乙酸乙酯(ppm

苯(ppm

250

未检出

41.4

-

-

300

未检出

4.26

-

-

350

未检出

0.2

未检出

11.7



表二506TJW-1型催化剂实验数据


温度

250ml/min

500ml/min

800ml/min

乙酸乙酯(ppm

苯(ppm

乙酸乙酯(ppm

苯(ppm

乙酸乙酯(ppm

苯(ppm

250

-

-

31.3

81.8

-

-

300

0.053

0.34

0.133

10.7

-

-

350

-

-

0.026

0.12

2.92

59.2

400

-

-

-

-

0.026

0.43

   

    七、实验结论


针对空气中约100ppm的乙酸乙酯和苯,506TJW型催化剂(见表二)250℃、500时已经可以完全脱除空气中的乙酸乙酯,但此温度下仅能脱除约60%的苯;反应管升温至300℃,基本可脱除苯(小于10ppm)。


       506TJW-1型催化剂对乙酸乙酯脱除作用稍差,反应管温度升至400℃,色谱图上仍可见乙酸乙酯色谱峰。由表二可见,该催化剂在300℃,250 500 ml/min流量的反应条件下,对苯和乙酸乙酯有良好的脱除能力。如加大流量,需升高反应温度。


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