Trong các thực nghiệm về hấp phụ xử lý khí, người ta thường trộn than hoạt tính với vật liệu độn (cát, thủy tinh…) để nhồi cột hấp phụ. Để xác định ảnh hưởng của cát đến khả năng hấp phụ thủy ngân trên vật liệu than hoạt tính chúng tôi tiến hành như sau: chọn tỷ lệ than/cát là 1:4; thời gian chạy phản ứng 4 giờ; cột được nhồi cát và nhồi hỗn hợp than hoạt tính trộn cát. Lượng hơi thủy ngân còn lại sau khi cho lượng hơi thủy ngân ban đầu chạy qua cột nhồi vật liệu được đưa ra trong Bảng 3.2.
Bảng 3.2 Lượng hơi thủy ngân còn lại sau khi cho lượng hơi thủy ngân ban đầu đi qua cột nhồi các loại vật liệu sau 4 giờ chạy phản ứng
Vật liệu Khối lượng vật liệu nhồi cột hấp phụ (g)
Lượng hơi thủy ngân còn lại sau khi vật liệu đã hấp phụ (mg/L)
Cát 11,65 2,0823
Than hoạt tính trộn cát 9,51 0,4916
Công thức tính dung lượng hấp phụ của vật liệu thể hiện theo phương trình (3.1).
𝑄 =𝑚ℎơ𝑖ℎấ𝑝𝑝ℎụđượ𝑐 𝑔
𝑚𝑣ậ𝑡𝑙𝑖ệ𝑢ℎấ𝑝𝑝ℎụ 𝑔 (3.1)
Trong đó:
Q là dung lượng hấp phụ của vật liệu (g/g) hoặc (mg/g) hoặc (µg/g).
49
𝑚ℎơ𝑖ℎấ𝑝𝑝ℎụđượ𝑐 là lượng hơi mà vật liệu đang khảo sát hấp phụ được (g) hoặc (mg) hoặc (µg).
𝑚𝑣ậ𝑡𝑙𝑖ệ𝑢ℎấ𝑝𝑝ℎụ là lượng vật liệu dùng trong quá trình hấp phụ này (g).
Từ kết quả của Bảng 3.2, so sánh với lượng thủy ngân đầu vào tra theo Bảng 3.1 chúng tôi thấy cát có ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ hơi thủy ngân của vật liệu. Do vậy, dung lượng hấp phụ của vật liệu được tính theo phương trình (3.2).
𝑄 =𝑚ℎơ𝑖𝑡ℎủ𝑦𝑛𝑔â𝑛𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢 − 𝑚ℎơ𝑖𝑡ℎủ𝑦𝑛𝑔â𝑛𝑐ò𝑛𝑙ạ𝑖 − 𝑚ℎơ𝑖𝑡ℎủ𝑦𝑛𝑔â𝑛𝑐á𝑡ℎấ𝑝𝑝ℎụ
𝑚𝑣ậ𝑡𝑙𝑖ệ𝑢ℎấ𝑝𝑝ℎụđ𝑎𝑛𝑔 𝑘ℎả𝑜𝑠á𝑡
(3.2) Với:
Q là dung lượng hấp phụ của vật liệu đang khảo sát (g/g) hoặc (mg/g) hoặc (µg/g).
𝑚ℎơ𝑖𝑡ℎủ𝑦𝑛𝑔â𝑛𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢 là lượng hơi thủy ngân xác định được khi cột hấp phụ không có vật liệu (g) hoặc (mg) hoặc (µg).
𝑚ℎơ𝑖𝑡ℎủ𝑦𝑛𝑔â𝑛𝑐ò𝑛𝑙ạ𝑖 là lượng hơi thủy ngân xác định được khi cột hấp phụ đã nhồi hỗn hợp vật liệu (g) hoặc (mg) hoặc (µg).
𝑚ℎơ𝑖𝑡ℎủ𝑦𝑛𝑔â𝑛𝑐á𝑡ℎấ𝑝𝑝ℎụ là lượng hơi thủy ngân do cát (có trong cột nhồi hỗn hợp vật liệu) hấp phụ (g) hoặc (mg) hoặc (µg).
𝑚𝑣ậ𝑡𝑙𝑖ệ𝑢ℎấ𝑝𝑝ℎụđ𝑎𝑛𝑔 𝑘ℎả𝑜𝑠á𝑡 là lượng vật liệu đang khảo sát (có trong cột nhồi hỗn hợp vật liệu) hấp phụ (g).
Từ kết quả của Bảng 3.2, chúng tôi tiến hành tính toán khả năng hấp phụ của cát. Vậy trong thời gian chạy phản ứng 4 giờ, 1 gam cát có khả năng hấp phụ lượng hơi thủy ngân là:
𝑚ℎơ𝑖𝑡ℎủ𝑦𝑛𝑔â𝑛 1 𝑔𝑎𝑚 𝑐á𝑡ℎấ𝑝𝑝ℎụ =𝑚ℎơ𝑖𝑡ℎủ𝑦𝑛𝑔â𝑛𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢 − 𝑚ℎơ𝑖𝑡ℎủ𝑦𝑛𝑔â𝑛𝑐ò𝑛𝑙ạ𝑖
𝑚𝑐á𝑡𝑛ℎồ𝑖𝑐ộ𝑡ℎấ𝑝𝑝ℎụ
=2.7454−2.0823
50
Dựa trên khả năng hấp phụ hơi thủy ngân của cát, chúng tôi tính được dung lượng hấp phụ hơi thủy ngân của than hoạt tính trong 4 giờ theo phương trình (3.2) là:
𝑄 =2.7454−0.4916−0.0569 × 7.608
1.902 = 0.9574(𝑚𝑔 𝑔) = 957.4(𝜇𝑔 𝑔) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vậy dung lượng hấp phụ hơi thủy ngân của than hoạt tính đang khảo sát trong 4 giờ chạy phản ứng là 957,4 (µg/g).
Theo đó, chúng tôi sử dụng phương trình (3.2) và khả năng hấp phụ hơi thủy ngân của cát làm cơ sở để tính toán dung lượng hấp phụ hơi thủy ngân của các vật liệu trong các thực nghiệm tiếp theo.