多组分吸附穿透曲线分析仪

1 应用背景

空气中的VOCs、SO2、NH3等多组分污染物的去除研究中，物理吸附法由于具有高效、低耗、适用浓度低且不产生二次污染等优势，所以具有广泛的应用前景和研究价值。而穿透曲线分析方法，由于切近实际应用工况，是该领域研究的经典方法。通过该研究方法，可以对如吸附剂用量、吸附容量、吸附速率、净化效果、活化条件、滤芯寿命等给出准确的信息。

针对不同领域的应用吸附剂种类不同，例如活性炭对VOCs气体具有较强的吸附作用，可用于有机蒸汽的回收和空气净化；分子筛、MOF等带材料对特定气体具有显著选择性吸附，可用于空分、提纯等混合气体分离领域。

固定床反应器被普遍应用于工业催化、高纯气体制备、尾气处理等领域。发生在固定床上的物理吸附是吸附剂将多组份吸附质气体全部或有选择性地吸收从而实现了其在工业上的应用。完整的理解发生在固定床上的吸附、脱附过程是混合气体吸附分离、工业催化等工业应用的关键所在，测定分离工艺合理比例的缩小的固定床反应器的穿透曲线是固定床吸附过程设计和操作的基础。  

2 测试原理 

穿透柱内装有颗粒状吸附剂，堆积成具有一定高度的床层，床层静止不动，混合气体经吸附器入口流入，经吸附剂吸附，再由出口流出，通过测定出口气体各组分浓度随时间的变化即穿透曲线，来测定除载气之外的组分的穿透时间、吸附剂对混合气体各组分的选择性吸附量等。

3 主要功能

3.1 利用吸附穿透曲线分析仪自带热导检测器测定以下不同实验条件的双组份的吸附穿透曲线：不同吸附剂，不同温度，不同压力，不同床层厚度，不同气体浓度，不同穿透流量等；
3.2 连接色谱或质谱—完成三组分及三组分以上的多组分竞争性吸附、选择性吸附以及置换吸附等测试。
3.3 实现吸附剂对ppm级别浓度的TVOC、SO2及NH3等污染气体的吸附测试，尤其适用于吸附剂对室内、车内等环境中微量污染气体吸附性能的评价及吸附相关参数的测定。

4 应用领域

气体分离研究：

4.1 分离工艺合理比例的缩小；

4.2 为吸附塔设计及应用提供技术支持；

4.3 选择性吸附的研究（应用于吸附分离技术）；

多组分竞争性吸附研究：

4.4 吸附剂吸附动力学性能的研究；

4.5 共吸附和置换吸附的研究；

4.6 动态多组分吸附及解析实验（探究吸附剂再生能力）；

4.7 不同吸附质与吸附剂吸附键能强弱的比较（TPD）；

4.8 竞争性吸附的研究；

4.9 吸附剂活化温度的探究（TPD）；

4.10 吸附剂对混合气体的吸附速率及吸附量的测定。

变压变温吸附研究：

4.11 变压吸附（PSA）和变温吸附（TSA）的研究；

空气污染物净化研究：

4.12 测试空气净化器中滤芯上的吸附剂的处理目标浓度的TVOC、SO2及NH3等污染气体的极限体积，进而得到滤芯的吸附效率和更换频率；

4.13 测试尾气处理装置中吸附剂的净化能力及净化效率；

 

5 系统构成及参数指标

气相色谱（GC）技术指标（选配）：

品牌：进口，默认日本岛津（SHIMADZU）；

检测器：标配TCD检测器，选配FID等检测器，可选配用于ppm级CO2分析的甲烷化石墨炉等；

进样系统：在线气体进样系统，气密针进样；

在线质谱（BSD-MASS）技术指标（选配）：

品牌：进口，默认德国英福康（INFICON）在线质谱（MS）；

检测器：法拉第杯和电子倍增器（C-SEM）；

质量数：1-100amu；

采样压力：1E-4 torr至120kpa；

离子源类型：封闭式离子源；

分辨率：＜1ppm（特定组分）；

扫描速度：可达1.8毫秒/amu；

进样口的工作温度：150℃；

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