硫化氢与二氧化硫在MOR分子筛中吸附行为的模拟研究

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摘要：硫化氢(H2S)与二氧化硫(SO2)是大气主要污染物，如何减少他们的排放，降低其在大气中的浓度，是世界各国政府普遍关切的问题。本文建立了H2S和SO2在MOR分子筛上的吸附模型，运用巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法模拟了H2S与SO2在MOR分子筛上的吸附等温线、吸附微观构型及吸附热等性质。结果表明：纯组分H2S与SO2在全硅MOR沸石中的吸附等温线均符合Langmuir方程；在低压条件下，吸附量随着压力的升高而迅速增加；H2S和SO2混合气体在全硅MOR沸石上发生竞争吸附，相同条件下H2S吸附量大于SO2吸附量，两者平衡吸附量最大比值为2.8，具有一定的吸附选择性。53397

毕业论文关键词：SO2，H2S，MOR分子筛，吸附，模拟

Abstract: Hydrogen sulfide(H2S) and sulphur dioxide(SO2) are major atmospheric pollutants. Howto reduce their emission and decrease their concentration in the atmosphere is the issue of universal concern to governments in the world. In this paper, adsorption models of H2S and SO2 on MOR molecular sieve were established. Adsorption isotherms, adsorption micro-configuration, adsorption heat and so on for H2S and SO2 were simulated by using the Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) method. The results show that adsorption isotherms of H2S and SO2 pure components on the MOR zeolite can be fitted by Langmuir equation. Adsorption capacity increases rapidly with an increase in pressure when the pressure is low. H2S and SO2 mixture indicates competitive adsorption on MOR zeolite. Adsorption capacity of H2S is larger than that of SO2 under the same conditions, and their maximum equilibrium adsorption ratio is 2.8, which shows they have adsorption selectivity between them.

Keywords: SO2, H2S, MOR zeolite, Adsorption, Simulation

1 前言 3

1.1 脱硫方法 3

1.2 吸附剂研究进展 3

1.2.1 活性炭 3

1.2.2 金属氧化物 4

1.2.3 分子筛 4

1.3 研究内容 5

2 实验模拟 5

2.1 模型构建 5

2.2 模拟方法 5

2.3 模拟初始值设置 6

2.4 模拟内容 6

3 结果与讨论 7

3.1 单组份的吸附 7

3.1.1 吸附热与亨利常数 7

3.1.2 吸附等温线 8

3.1.3 粒子分布 10

3.2 混合组分的吸附 10

3.2.1 混合组分的竞争吸附行为 10

3.2.2粒子密度 12

3.2.3能量分布 12

结论 14

参考文献 15

致谢 16

1 前言

硫化氢(H2S)是《中华人民共和国环境保护标准》中规定的大气污染物，它是有毒的环境污染物之一，具有腐蛋臭，对人体有害，极易腐蚀金属，工业生产过程中产生的硫化氢主要在燃气制造、合成氨工业、煤气造气、污水处理厂和造纸厂等行业生产过程。我国国家标准《恶臭污染物排放标准》对其工业排放进行了规定。二氧化硫(SO2)是当今世界上主要大气污染物之一，它会造成酸雨，危害人体健康，导致农牧业减产等。我国的能源结构以煤炭为主，全国二氧化硫排放量的90%都来自于煤炭燃烧。如何控制H2S与SO2排放量已经成为各国政府面临的迫切问题，也成为科学家们的研究热点。本文对脱硫方法进行了总结，并运用GCMC方法模拟了H2S与SO2在分子筛MOR上的吸附行为。