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影响活性炭吸附VOCs作用的因素剖析

来源:未知    作者: 本蓝环保; 发布日期:2020-10-20 14:09

影响活性炭吸附VOCs作用的因素剖析
 
挥发性有机化合物是一类有机化合物的总称,简称VOCs,即沸点在50~ 250℃之间,常温下饱满蒸汽压***于133.32Pa,通常以蒸汽办法存在于空气中的一类有机化合物。VOCs是常见的***气污染物,其***要组成有烃类、卤代烃、酯、酸等,可对人体的呼吸系统和肝脏器官形成不***影响,***际社会已对VOCs的排放做出严厉规矩。现在有关VOCs管理作业已成为当时***气污染防治作业的一项重要作业。
 
VOCs的处理办法***要有:物理法和生化法。其间物理法***要有吸附法、别离法,生化法***要有热氧化法、催化焚烧法、生物氧化法、电晕法等,其间吸附法是***常用的净化办法,而活性炭是***常用的吸附剂。
 
本文总述了***内外活性炭吸附VOCs研讨进展,要点剖析了影响活性炭吸附VOCs作用的影响因素,以期在活性炭吸附管理VOCs 的作业中供给有价值的参阅。
 
1 活性炭吸附法管理VOCs的工艺
 
活性炭吸附法管理VOCs工艺技术有变压吸附、变温吸附,两者联用的变温- 变压吸赞同变电吸附。
 
2 活性炭吸附VOCs的影响因素
 
本文所指吸附是指当气体与多孔固体材料触摸时,气体物质中某一物质或多种物质在固体材料的内、外外表处发生积储的现象。多孔固体材料称为吸附剂,被吸附积储的物质称为吸附质。常用的吸附剂有:活性炭、活性硅胶、氧化铝等。气体混合物能否经过吸附别离成功,***要取决于吸附剂对吸附质的吸附作用,因而吸附剂的挑选是确认吸附操作的***要问题。活性炭作为现在***常用的VOCs吸附剂,***要有以下***点。
 
(1) 活性炭具有孔径散布广泛、孔隙率高和比外表积***的长处。(2)活性炭的机械功能高、化学性质安稳,能在较***的pH 范围内运用。(3)活性炭具有必定的催化活性。(4) 活性炭的疏水性使其对挥发性有机化合物有极强的吸附性,而且能在较***的湿度下仍然坚持较强吸附功能。
 
2.1 活性炭孔隙散布对VOCs 吸附作用的剖析
 
活性炭不同孔径的孔隙具有彻底不同的吸附机理。其间微孔(<2nm)吸附根本契合微孔填充理论,即固体吸附剂外表存在位势场,附近的VOCs 分子在场的作用下吸附在吸附剂外表;过渡孔(2nm 至100nm)吸附时除单分子层和多分子层吸附外,更***要的是经过毛细凝集机理发生容积填充吸附;***孔(>100nm)吸附***要是多分子层吸附,契合BET 理论。此外,活性炭的孔径要和VOCs 的分子***小相匹配才干被有用吸附。在分子***小相匹配的情况下,活性炭孔径的散布越均匀、孔的形状越规矩,则活性炭吸附作用越***。
 
经过活性炭对甲醛气体的吸附实验,证明吸附作用与活性炭孔结构和甲醛分子的外表官能团密切相关:活性炭的微孔比外表积越***,其外表能越高,吸附作用越显着;若活性炭过渡孔比外表积***,则吸附抵达平衡的时刻短。
 
2.2 性炭活化办法对VOCs吸附作用的剖析
 
活性炭的活化按活化办法可分为物理活化和化学活化。其间物理活化是使用活性气体在较高温度下对活性炭进行弱氧化,常用水蒸气或CO2来活化活性炭。化学活化法是在必定温度下将活性炭浸渍在化学药品中对其外表进行改性,常用硝酸及其盐类。
 
R.R.Bansod 等使用不同质料和不同办法制备的活性炭对苯、二氯甲烷、四氯化碳等化合物进行吸附实验。结果表明,活性炭的制备材料和制造进程对活性炭吸附才能有明显影响。
 
2.3 对不同初始浓度VOCs吸附作用的剖析
 
VOCs浓度对活性炭吸附作用有明显影响。一般情况下,VOCs初始浓度越***,其对活性炭的穿透时刻和饱满时刻越短。活性炭对高浓度VOCs 吸附的进程归于物理吸附,根本不必考虑化学吸附的影响,吸附作用***要取决于活性炭孔径的***小和数量;而关于低浓度VOCs 吸附的进程归于化学吸附,吸附作用***要取决于VOCs的化学性质。
 
进行了不同浓度的甲苯吸附实验。结果表明,不同浓度甲苯的10% 穿透吸附剂的时刻与吸附质初始浓度的对数存在线性关系,即吸附质初始浓度越***,其透过吸附剂的时刻越短,吸附质的吸附作用越***。
 
2.4 对不同分子量和极性VOCs吸附作用的剖析
 
VOCs的分子量和极性对活性炭吸附作用有很***影响。一般情况下,若VOCs结构相似,其相对分子质量越***,则被吸附得越多;对分子质量和结构都附近的VOCs,则是不饱满性越***越易被吸附。
 
Yu-ChunChiang等使用不同质料制配的活性炭吸附苯、二氯甲烷、氯仿和四氯化碳4 种VOCs。结果表明,活性炭对苯的吸附作用更强,由于苯有较高的吸附热和较低的熵变。
 
2.5 不同组分VOCs吸附作用的剖析
 
VOCs的组分不同,活性炭吸附的作用不同。由于VOCs各组分的吸附亲和力不同,在被活性炭吸附时会发生竞赛效应。VOCs各组分在活性炭外表的吸附进程是一个吸赞同解离的动态平衡进程,吸附才能强的VOCs组分先抵达动态平衡,吸附才能弱的VOCs组分后抵达平衡。
 
2.6 素对活性炭吸附作用的剖析
 
VOCs流量、吸附剂的填充密度等对吸附质的吸附作用都有不同程度的影响。用活性炭吸附苯系物的实验。结果表明,VOCs的流量加***会较快抵达穿透点和吸附饱满点,吸附曲线斜率不变,使穿透曲线发生前移;吸附剂填充密度对吸附质穿透时刻与饱满时刻都有影响,吸附剂填充密度***有利于吸附。