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活性炭吸附有机废气处理技术

活性炭是一种应用十分广泛的吸附剂。具有多孔结构、吸附容量大、速度快,可以有选择的吸附气相中的物质,而且吸附饱和后还可以再生利用,因此广泛应用于有机溶剂的回收、气体净化治理等。在溶剂回收及净化气体治理中,首先根据吸附质的脱附难易程度判断采用活性炭吸附处理是否适宜,其次根据吸附质的种类和性质选择适宜的活性炭,此外,还需根据吸附质的浓度、吸附剂再生方式及脱附产物后处理方式确定适合的工艺流程为了达到最佳的吸附效果,在设计中还需要考虑影响活性炭吸附效果的因素、吸附设备的选用及相关标准规范等。
一、活性炭先容
活性炭是许多具有吸附性能的碳基物质的总称。活性炭不仅含炭,还含少量的氧和氢、侧如羰基、羧基、酚类、丙酯类、醒类、醚类等。所有的含碳物质如煤、木材、果核、坚硬果壳及废纸浆等经过炭化、活化处理后成为活性炭,一般有颗粒状、粉状、蜂窝状及柱扶等。活性炭纤维是一种新型的高性能活性炭吸附材料。是利用超细纤维制成、其吸附能力比传统活性炭高1~10倍。

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二、活性炭吸附类型
活性炭的吸附有物理吸附和化学吸附。物理吸附是由范德华力产生的,吸附质与吸附剂之间不发生化学反应,吸附过程快、可逆且无选择性。
化学吸附是由于固体表面与吸附气体分子间的化学键力所引起的,吸附剂和吸附质之间发生化学反应,化学吸附具有选择性,常常是不可逆的。
低温时主要是物理吸附,高温下是化学吸附,物理吸附常发生在化学吸附前,当吸附剂具有足够高的活性时,才发生化学吸附,两种吸附也可能同时发生。
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三、影响活性炭吸附气体的因素
1、活性炭性质
针对小分子有机物的吸附选择微孔较多的改性活性发效果更好。对于单纯吸附大分子有机物选择传统活性炭或活性炭纤维更好,对于大小分子混合的有机物吸附选择活性炭纤维比较适合。
2、吸附质性质和浓度
吸附质的分子量、沸点和饱和性都对废气的吸附量都会产生影响。当采用同一种活性炭作吸附剂时,对于结构类似的有机物,分子量越大。沸点越高,越易被吸附。对结构和分子质量相近的有机物,不饱和性越大越容易被吸附。吸附质在气相中的浓度越大,则吸附量越大。但是对于浓度较高的有害气体一般不宜采用直接采用吸附法吸附。
3、使用条件
低温有利于物理吸附、高温有利于化学吸附。活性炭有效吸附温度5—50℃。气体流速要保持适中。若风速过大,增大了压力,缩短气体与吸附剂接触时间,从而降低了吸附效率。据相关资料采用颗粒状吸附剂时,气体流速需要低于0.60m/s;采用纤雌状吸附剂时,气体流速需要0.15m/s;采用蜂窝状吸附剂时,气体流速需要1.20m/s。 吸附操作时,应保证吸附质与吸附剂有一定的接触时间。
4、吸附剂的再生
吸附剂的再生也影响气体吸附过程。吸附质脱附的不彻底残留在吸附剂上。
活性炭上易于再生和难以再生的物质
活性炭上易于再生的物质 苯、甲幕、二甲苯、氯苯、甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇。酮奥、胸肪烃。芳香烃、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、二硫化碳、四氯化碳、四氩呋喃、汽油等
活性炭上难于再生的物质 丙烯酸、丙烯酸乙酶、丙烯酸丁園、丙烯酸
异丁酶、丁酸、二丁胺。二亚乙基三胺、苯
酚。丙酸、丁酸等

四、活性炭吸附法的预处理
当有机度气中含有粉尘、水蒸气时需要设预处理设施。以除去这些物质当废气中颗粒物含量大于1mg/m2时,应先采用过滤、冷凝、洗涤等方式进行预处理;当废气中含有难以脱附物质或会造成吸附剂中毒成分时,应采用洗涤预吸附等方式进行预处理;当有机废气浓度较高时在预处理中常设冷凝设施,以预先除去沸点高、浓度高的成分;对于废气中含易燃易爆成分时,要对废气进行冷凝或稀释处理,以使危险物质的浓度在其爆炸下限的40%以下。
五、脱附气体后处理
脱附出来的气体需进行后处理。根据废气中有机物的组份、回收价值和处理成本等选择后处理方法。常采用冷凝回收、液体吸取、催化燃烧或高温焚烧等方法。采用液体吸取、催化燃烧或高温焚烧等方法处理脱附气体时,尾气应达标排放。

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