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鄭州活性炭吸附設(shè)備按需定制高效節(jié)能

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產(chǎn)品簡介

處理廢氣種類	工業(yè)廢氣

詳細(xì)介紹

吸附質(zhì)分子是否能夠進(jìn)入活性炭的孔與其自身的動(dòng)力學(xué)直徑有關(guān)。根據(jù)尺寸排斥理論，只有當(dāng)活性炭的孔隙直徑大于吸附質(zhì)分子直徑時(shí)，吸附質(zhì)分子才能進(jìn)入到活性炭的孔隙中[46]。研究發(fā)現(xiàn)吸附劑吸附效率時(shí)，吸附劑的孔徑與吸附質(zhì)分子直徑的比值為1.7～3.0[47]。大部分氣態(tài)污染物的分子尺寸小于2nm[48]，因此適合VOCs吸附的活性炭的內(nèi)孔道要以微孔為主，大于有效孔徑的孔吸附作用甚微。研究發(fā)現(xiàn)小于0.7nm的微孔對(duì)和有很強(qiáng)的吸附能力。究發(fā)現(xiàn)0.60～1.15nm范圍內(nèi)的微孔為CH4吸附的有效區(qū)間，大于此范圍的孔在吸附過程中主要起通道作用。吸附質(zhì)物性的影響還表現(xiàn)在分子量、飽和蒸氣壓、沸點(diǎn)等方面。活性炭身有效吸附點(diǎn)位數(shù)量有限，當(dāng)活性炭吸附分子數(shù)量相近的不同物質(zhì)時(shí)，分子量大的表現(xiàn)出活性炭對(duì)其飽和吸附量大。由于沸點(diǎn)高的氣態(tài)物質(zhì)在吸附過程中容易產(chǎn)生毛細(xì)凝聚現(xiàn)象[51]，因此易于被吸附。飽和蒸氣壓和活性炭飽和吸附量顯著相關(guān)，在一定溫度下，飽和蒸氣壓越大的VOCs越容易脫附。研究了6種VOCs的飽和蒸氣壓與活性炭飽和吸附量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)飽和蒸氣壓越大的VOCs，活性炭的飽和吸附量越小。研究了、及二3種VOCs物性對(duì)其在活性炭上吸附行為的影響，結(jié)果表明：活性炭對(duì)有機(jī)氣體的飽和吸量隨著吸附質(zhì)的分子動(dòng)力學(xué)直徑、分子量、沸點(diǎn)的增大而增大，隨著吸附質(zhì)極性、蒸氣壓的增大而減小。

3.3操作條件的影響

吸附操作過程中的溫度、進(jìn)口濃度、氣體流速、壓力、水分、氣體組成等都會(huì)影響活性炭的吸附性能，針對(duì)不同VOCs選擇合適的操作條件十分重要。溫度能影響擴(kuò)散速度和吸附平衡，提高溫度能提高擴(kuò)散速率，加快到達(dá)吸附平衡的時(shí)間，但升高溫度會(huì)導(dǎo)致吸附量下降，吸附操作時(shí)宜將溫度控制在40℃以內(nèi)研究了不同溫度下活性炭對(duì)酸酯的吸附過程，發(fā)現(xiàn)隨著溫度升高，飽和吸附量不斷降低。對(duì)于同一有機(jī)物的吸附，吸附容量隨著進(jìn)口濃度的增加而增大，隨著氣體流速的提高而減小，活性炭吸附法適于處理VOCs濃度為GUPTA等通過研究顆粒活性炭對(duì)和的吸附行為后，建立數(shù)學(xué)模型，發(fā)現(xiàn)該模型可以通過流速、床高和入口濃度來確定穿透時(shí)間。采用固定床反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)考察了不同溫度和表觀氣速下GH-8活性炭對(duì)低濃度萘的吸附行為可用Yoon-Nelson模型描述。增大氣相主體壓力，即增大了吸附質(zhì)的分壓，有利于吸附，壓力降低有利于解析，低分壓的氣體比高分壓氣體更易吸附[57]。濕度能顯著影響活性炭對(duì)VOCs的吸附性能，高華生等[58]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)氣體濕度大于50時(shí)，對(duì)吸附的抑制作用顯著增強(qiáng)，特別是對(duì)低濃度的VOCs影響非常顯著活性炭在處理烷類非水溶性VOCs時(shí)，氣體中水分的含量對(duì)吸附效果有很大的影響，甚至能夠使烷脫附;而對(duì)于乙醇類水溶性VOCs，水分的影響并不大，這與乙醇有較大極性且與水能混溶有關(guān)。工業(yè)排放的有機(jī)廢氣往往含有多種組分，多組分VOCs在活性炭上吸附時(shí)，各組分間會(huì)發(fā)生競(jìng)爭吸附。一種組分的存在，常常會(huì)對(duì)另一種組分有，吸附過程還存在置換作用。TEFERA等[60]建立二維數(shù)學(xué)模型研究固定床吸附器上多組分VOCs的吸附競(jìng)爭，該模型可以準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)多組分混合物間的吸附競(jìng)爭和吸附平衡。在活性炭上的二元吸附過程，發(fā)現(xiàn)高沸點(diǎn)組分能置換低沸點(diǎn)組分，二元體系的吸附量較同等條件時(shí)的單組分吸附量均有不同程度的降低。

4、結(jié)語

活性炭吸附法是工業(yè)中為廣泛使用的VOCs治理方法，但活性炭在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些問題，如吸附容量不高、吸附后活性炭的再生能力差、吸附性能受水氣等環(huán)境因素影響較大等。為了進(jìn)一步優(yōu)化活性炭的吸附性能，要加強(qiáng)對(duì)活性炭吸附過程影響因素的研究，尋找行之有效的活性炭孔結(jié)構(gòu)調(diào)控和表面改性方法，開發(fā)具有更佳吸附性能或滿足特定需求的高效吸附材料(如特種用途活性炭、高強(qiáng)度活性碳纖維、活性碳布等)。在綜合考慮活性炭吸附治理VOCs的影響因素的礎(chǔ)上，改進(jìn)和研制VOCs回收及綜合利用設(shè)備，設(shè)計(jì)的工藝操作條件，使活性炭在VOCs的治理方面得到更廣闊的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：活性炭吸附劑