VOCs的處理方法主要有:物理法和生化法。其中物理法主要有吸附法、分離法,生化法主要有熱氧化法、催化燃燒法、生物氧化法、電暈法等,其中吸附法是常用的凈化方法,而活性炭是常用的吸附劑。吸附是指當氣體與多孔固體材料接觸時(shí),氣體物質(zhì)中某一物質(zhì)或多種物質(zhì)在固體材料的內、外表面處產(chǎn)生積蓄的現象。多孔固體材料稱(chēng)為吸附劑,被吸附積蓄的物質(zhì)稱(chēng)為吸附質(zhì)。常用的吸附劑有:活性炭、活性硅膠、氧化鋁等。氣體混合物能否通過(guò)吸附分離成功,主要取決于吸附劑對吸附質(zhì)的吸附效果,因此吸附劑的選擇是確定吸附操作的要問(wèn)題?;钚蕴孔鳛槟壳俺S玫腣OCs吸附劑,主要有以下特點(diǎn)。(1) 活性炭具有孔徑分布廣泛、孔隙率高和比表面積大的優(yōu)點(diǎn)。(2)活性炭的機械、化學(xué)性質(zhì)穩定,能在較大的pH 范圍內使用。(3)活性炭具有 的催化活性。(4) 活性炭的疏水性使其對揮發(fā)性化合物有的吸附性,并且能在較大的濕度依然保持較強吸附性能?;钚蕴靠紫斗植紝OCs 吸附效果的分析活性炭不同孔徑的孔隙具有不同的吸附機理。其中微孔(<2nm)吸附基本符合微孔填充理論,即固體吸附劑表面存在位勢場(chǎng),鄰近的VOCs 分子在場(chǎng)的作用下吸附在吸附劑表面;過(guò)渡孔(2nm 至100nm)吸附時(shí)除單分子層和多分子層吸附外,主要的是通過(guò)毛細凝聚機理產(chǎn)生容積填充吸附;大孔(>100nm)吸附主要是多分子層吸附,符合BET 理論。此外,活性炭的孔徑要和VOCs 的分子大小相匹配才能被 吸附。在分子大小相匹配的情況下,活性炭孔徑的分布越均勻、孔的形狀越規則,則活性炭吸附效果越好。通過(guò)活性炭對甲醛氣體的吸附試驗,證明吸附效果與活性炭孔結構和甲醛分子的表面官能團密切相關(guān):活性炭的微孔比表面積越大,其表面能越高,吸附效果越明顯;若活性炭過(guò)渡孔比表面積大,則吸附達到平衡的時(shí)間短。性炭活化方式對VOCs吸附效果的分析 活性炭的活化按活化方式可分為物理活化和化學(xué)活化。其中物理活化是利用活性氣體在較高溫度下對活性炭進(jìn)行弱氧化,常用水蒸氣或CO2來(lái)活化活性炭?;瘜W(xué)活化法是在 溫度下將活性炭浸漬在化學(xué)藥品中對其表面進(jìn)行改性,常用硝酸及其鹽類(lèi)。R.R.Bansod 等利用不同原料和不同方法制備的活性炭對苯、二氯甲烷、四氯化碳等化合物進(jìn)行吸附試驗。結果表明,活性炭的制備材料和制作過(guò)程對活性炭吸附能力有顯著(zhù)影響。
不同初始濃度VOCs吸附效果的分析VOCs濃度對活性炭吸附效果有顯著(zhù)影響。一般情況下,VOCs初始濃度越大,其對活性炭的穿透時(shí)間和飽和時(shí)間越短?;钚蕴繉OCs 吸附的過(guò)程屬于物理吸附,基本不用考慮化學(xué)吸附的影響,吸附效果主要取決于活性炭孔徑的大小和數量;而對于低濃度VOCs 吸附的過(guò)程屬于化學(xué)吸附,吸附效果主要取決于VOCs的化學(xué)性質(zhì)。
進(jìn)行了不同濃度的甲苯吸附試驗。結果表明,不同濃度甲苯的10% 穿透吸附劑的時(shí)間與吸附質(zhì)初始濃度的對數存在線(xiàn)性關(guān)系,即吸附質(zhì)初始濃度越大,其透過(guò)吸附劑的時(shí)間越短,吸附質(zhì)的吸附效果越好。
對不同分子量和極性VOCs吸附效果的分析
VOCs的分子量和極性對活性炭吸附效果有很大影響。一般情況下,若VOCs結構類(lèi)似,其相對分子質(zhì)量越大,則被吸附得越多;對分子質(zhì)量和結構都相近的VOCs,則是不飽和性越大越易被吸附。
利用不同原料制配的活性炭吸附苯、二氯甲烷、氯仿和四氯化碳4 種VOCs。結果表明,活性炭對苯的吸附效果強,因為苯有較高的吸附熱和較低的熵變。
不同組分VOCs吸附效果的分析
VOCs的組分不同,活性炭吸附的效果不同。因為VOCs各組分的吸附親和力不同,在被活性炭吸附時(shí)會(huì )產(chǎn)生競爭效應。VOCs各組分在活性炭表面的吸附過(guò)程是一個(gè)吸附和解離的動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程,吸附的VOCs組分先達到動(dòng)態(tài)平衡,吸附能力弱的VOCs組分后達到平衡。
素對活性炭吸附效果的分析
VOCs流量、吸附劑的填充密度等對吸附質(zhì)的吸附效果都有不同程度的影響。袁文輝 了用活性炭吸附苯系物的試驗。結果表明,VOCs的流量加大會(huì )較快到達穿透點(diǎn)和吸附飽和點(diǎn),吸附曲線(xiàn)斜率不變,使穿透曲線(xiàn)發(fā)生前移;吸附劑填充密度對吸附質(zhì)穿透時(shí)間與飽和時(shí)間都有影響,吸附劑填充密度大有利于吸附
活性炭吸附裝置可采用鍍鋅板、PP板材、不銹鋼或是碳鋼制作而成,一般根據廢氣的性質(zhì)選擇材料,適合低濃度大風(fēng)量或間歇等排放廢氣的作業(yè)環(huán)境。那么它有哪些優(yōu)點(diǎn)呢?
1、活性炭吸附裝置在運行中,不會(huì )產(chǎn)生二次污染;
2、密閉性能良好,室內外皆可使用;
3、使活性炭吸附裝置投資少,所需的運行費用也低,設備性能穩定、可同時(shí)凈化多種氣體,氣體的達百分之九十以上;
4、活性炭吸附裝置采用新型吸附材料,具有使用壽命長(cháng)且凈化等優(yōu)點(diǎn);
5、根據實(shí)際情況需求,可采用自動(dòng)化控制,操作起來(lái)簡(jiǎn)單、
6、活性炭吸附裝置體積嬌小,構造緊湊,占地面積小,維護管理都很方便,運轉的成本也很低。
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