中孔-微孔吸附树脂耦合吸附汽油油气新技术的应用基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51578281
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1005.空气污染控制
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Gasoline vapor is a mixture containing a variety of hydrocarbon compounds. The emission of gasoline vapor not only has serious hazard to urban atmospheric environment and directly influence human health, but also results in significant energy loss. In this study, a pressure swing adsorption process was put forward to treat the gasoline vapor, in which adsorption bed was packed with hydrophobic mesoporous and microporous polymeric adsorbents simultaneously. However, the design of such adsorption systems needs accurate data about adsorption equilibrium and adsorption-desorption kinetics for the assorted adsorbent-gasoline pair. The surrogate gasoline vapor mixture of butane, hexane and benzene,which are as representatives of the light, heavy and aromatic components in gasoline vapor, respectively, were chosen as adsorbates. The adsorption equilibrium and kinetics of ternary mixture of butane, heptane and benzene on hydrophobic mesoporous polymer and microporous hypercrosslinked polymeric adsorbent were investigated, respectively. The mechanism of competitive adsorption of butane, hexane and benzene on two adsorbents was discussed. Moreover, the adsorption and desorption characteristics of ternary mixture in fixed bed packed with mesoporous and microporous polymeric adsorbents under adiabatic conditions were investigated. A theoretical model was built to simulate adsorption of ternary VOCs mixture on mesoporous and hypercrosslinked polymeric adsorbents in a fixed bed. This model was validated on a set of experimental data. The model obtained appears to be a practical means for designing the high-efficiency adsorption bed of polymeric adsorbents for gasoline vapor removal.
汽油油气是含多种碳氢化合物的混合物,对城市大气环境和人体健康有严重的危害,而且挥发所造成的能源损耗巨大。基于中孔吸附树脂和微孔超高交联吸附树脂的不同吸附特性,本项目创新地提出了高浓度汽油油气回收的“中孔吸附树脂-微孔超高交联树脂组合固定床的变压吸附技术”。为有效指导“中孔-微孔吸附树脂耦合吸附技术”在汽油油气回收中的应用,本项目以汽油油气中轻、重烷烃和芳香烃代表性化合物丁烷、正己烷和苯混合物为研究对象,开展三组分VOCs在不同孔结构的中孔吸附树脂和超高交联树脂上的吸附平衡、吸附和脱附动力学性能研究,阐明树脂孔分布和吸附质物性对吸附、脱附的影响机制,以指导吸附树脂孔结构优化;开展三组分VOCs在中孔和超高交联吸附树脂组合固定床上的绝热吸附-脱附研究,阐明各因素对穿透吸附曲线和再生效率的影响规律。基于上述研究结果,建立三组分VOCs固定床绝热吸附传质模型,为工艺开发及工程设计提供技术支撑。

结项摘要

汽油油气排放是大气环境中挥发性有机物(VOCs)的主要来源之一,不仅对环境造成污染,而且其挥发所造成的能源损耗是惊人的。吸附技术单独或与其他技术集成的处理工艺是当前国内外油气回收的主流技术。本项目以汽油油气中典型成分正戊烷、环己烷和甲苯为吸附对象,开展了中孔吸附树脂和超高交联树脂上对单组分、双组分和三组分VOCs的吸附平衡、吸附穿透、吸附动力学和脱附性能研究,开展了中孔和超高交联吸附树脂混合固定床的拟绝热吸附特性研究。研究发现富含微孔的超高交联吸附树脂对低浓度VOCs具有更高的吸附能力,而富含中孔的中孔吸附树脂对高浓度VOCs具有更高的吸附能力;多组分VOCs在超高交联吸附树脂上有强的吸附竞争,而在中孔吸附树脂上则表现为共吸附,基于理想溶液理论的吸附模型能较好地预测多组分吸附平衡;阐明了VOCs在中孔和超高交联吸附树脂孔内扩散过程受微孔孔口和孔内阻力共同控制,建立了基于孔口-孔内双阻力的吸附动力学预测模型;建立了多组分VOCs拟绝热条件下吸附传质和传热模型,对吸附穿透和床层吸附温升曲线有较准确的预测。本项目研究成果可为吸附树脂的结构优化及其在油气吸附处理中应用提供支撑。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Prediction of Adsorption Equilibrium of VOCs onto Hyper-Cross-Linked Polymeric Resin at Environmentally Relevant Temperatures and Concentrations Using Inverse Gas Chromatography
使用反相气相色谱法预测环境相关温度和浓度下超交联聚合物树脂上 VOC 的吸附平衡
  • DOI:
    10.1021/acs.est.6b05039
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Environmental Science & Technology
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Jia Lijuan;Ma Jiakai;Shi Qiuyi;Long Chao
  • 通讯作者:
    Long Chao
Predicting adsorption coefficients of VOCs using polyparameter linear free energy relationship based on the evaluation of dispersive and specific interactions
基于色散相互作用和特定相互作用的评估,使用多参数线性自由能关系预测 VOC 的吸附系数
  • DOI:
    10.1016/j.envpol.2019.113224
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Environmental Pollution
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Liu Huijuan;Wei Keyan;Yu Yansong;Long Chao
  • 通讯作者:
    Long Chao
Effect of pre-adsorbed water in hydrophobic polymeric resin on adsorption equilibrium and breakthrough of 1,2-dichloroethane
疏水性高分子树脂中预吸附水对1,2-二氯乙烷吸附平衡和突破的影响
  • DOI:
    10.1007/s10450-017-9919-9
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Adsorption
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Jia Lijuan;Shi Qiuyi;Xie Siyuan;Long Chao
  • 通讯作者:
    Long Chao
Porous polymeric resin for adsorbing low concentration of VOCs: Unveiling adsorption mechanism and effect of VOCs' molecular properties
用于吸附低浓度VOCs的多孔聚合物树脂:揭示VOCs分子特性的吸附机理和影响
  • DOI:
    10.1016/j.seppur.2019.115755
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Separation and Purification Technology
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Liu Huijuan;Yu Yansong;Shao Qi;Long Chao
  • 通讯作者:
    Long Chao
Adsorption kinetics of water vapor on hypercrosslinked polymeric adsorbent and its comparison with carbonaceous adsorbents
超交联聚合物吸附剂对水蒸气的吸附动力学及其与碳质吸附剂的比较
  • DOI:
    10.1016/j.micromeso.2016.12.028
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Microporous and Mesoporous Materials
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Lijuan Jia;Xiaohong Yao;Jiakai Ma;Chao Long
  • 通讯作者:
    Chao Long

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其他文献

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    --
  • 作者:
    周维;张磊;龙超
  • 通讯作者:
    龙超

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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