废活性炭热脱附特性研究

　　

摘要：本研究利用热重—质谱联用技术（TG-MS）对汽车行业废活性炭的热脱附行为进行了深入分析，并测定了其热脱附气态产物。实验结果表明，升温速率是影响热脱附过程的关键因素。随着升温速率提高，主要失重阶段向更高温度区间移动，且热脱附温度范围也显著变窄。这一变化导致挥发分在短时间内集中释放，部分有机物因未完全逸出而发生二次裂解或炭化，导致再生后活性炭收率升高。TG-MS检测结果表明，废活性炭在热解过程中释放的主要气体产物为甲烷、水、一氧化碳和二氧化碳。随着升温速率升高，这些气体的生成总量均呈现上升趋势，其中一氧化碳的生成量对升温速率最为敏感。为深入探究其动力学机理，采用Flynn-Wall-Ozawa法和Distributed-activation-energy model method法对废活性炭热脱附过程进行模拟。两种方法均能较好地描述该过程，计算所得平均表观活化能分别为71.9 kJ/mol与67.7 kJ/mol，数值接近，验证了模拟的可靠性。值得注意的是，表观活化能随转化率升高呈现明显上升趋势，这表明汽车废活性炭的热再生是一个多步叠加、能量需求递增的复杂过程。

关键词：废活性炭；热解动力学；TG-MS

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