「活性碳」吸咐技術(shù)性—活性碳的吸咐與吸附再造

• 來(lái)源：廣東冠森炭業(yè)科技有限公司q 更新時(shí)間：2020-09-07點(diǎn)擊：1135次

•    「活性碳」吸咐技術(shù)性—活性碳的吸咐與吸附再造，1.1 活性碳吸脫附全過(guò)程的影響因素活性碳的吸脫附容積的影響因素關(guān)鍵有：VOCs各成分的特性（如相對(duì)性分子質(zhì)量、偶極距、分子大小等）、混合氣的構(gòu)成成份（如并存有機(jī)化合物、水、co2等）、實(shí)際操作標(biāo)準(zhǔn)（如吸咐溫度、床層規(guī)格等）。

  

      「活性碳」吸咐技術(shù)性—活性碳的吸咐與吸附再造，活性碳對(duì)有機(jī)廢氣吸咐的特性：（1）針對(duì)芳香族化合物的吸咐好于對(duì)非芳香族化合物的吸咐；對(duì)含有支鍵的氮化合物物理學(xué)的吸咐好于對(duì)網(wǎng)盤(pán)直鏈氮化合物化學(xué)物質(zhì)的吸咐；對(duì)有機(jī)化合物中帶有無(wú)機(jī)物官能團(tuán)化學(xué)物質(zhì)的吸咐一直小于沒(méi)有無(wú)機(jī)物官能團(tuán)化學(xué)物質(zhì)的吸咐。（2）對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量金剛級(jí)熔點(diǎn)高的結(jié)合的的吸咐一直高過(guò)相對(duì)分子質(zhì)量小和熔點(diǎn)低的化學(xué)物質(zhì)的吸咐。活性碳的直徑要和吸咐質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或正離子的幾何圖形尺寸相符合才可以合理運(yùn)用。（3）一般覺(jué)得，當(dāng)活性碳說(shuō)明產(chǎn)生堿性氧化物時(shí)，活性碳更便于吸咐酸堿性化學(xué)物質(zhì)；當(dāng)表層產(chǎn)生酸堿性化學(xué)物質(zhì)時(shí)，則有益于偏堿化學(xué)物質(zhì)的吸咐。（4）混合氣成分越多，活性炭過(guò)濾容積減少越比較嚴(yán)重。（5）吸咐質(zhì)濃度值越高，吸咐量也越高；吸收劑內(nèi)面積越大，吸咐量越高。（6）水分層的遮蓋造成活性碳對(duì)旋光性極強(qiáng)的溶劑的吸附性減少，并伴隨著水蒸汽成分的提高，危害越明顯。汽體環(huán)境濕度超過(guò)50%時(shí)，對(duì)吸咐的抑制效果明顯提高，非常是對(duì)較低濃度的的 VOCs 危害十分明顯。一般環(huán)境濕度在40%之上時(shí)吸咐量剛開(kāi)始降低，80%之上時(shí)吸咐量降低50%。（7）溫度的危害。吸咐是化學(xué)反應(yīng)。溫度減少有益于吸咐，溫度上升有益于吸附。吸咐熱，即活性炭過(guò)濾企業(yè)凈重的吸咐質(zhì)物質(zhì)的量濃度釋放的總發(fā)熱量，以KJ/mol為企業(yè)。吸咐熱越大，溫度對(duì)吸咐的危害越大。另一方面，溫度對(duì)化學(xué)物質(zhì)的溶解性有影響，因而對(duì)吸咐也是有危害。（8）若以顆粒狀活性碳為吸收劑，溫控在40℃之內(nèi)，機(jī)器設(shè)備的氣旋空塔速率一般只留0.1-0.6m/s（0.3-0.2m/s時(shí)吸咐實(shí)際效果最好是），而用蜂巢狀活性碳為吸收劑時(shí)，機(jī)器設(shè)備的氣旋空塔速率能夠在很大范疇內(nèi)選擇，較大可用到1m/s的高處塔速率，因而蜂巢狀活性碳很合適運(yùn)用在風(fēng)大量標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)工業(yè)廢氣開(kāi)展吸咐清潔。較低濃度的低水流量均有益于吸咐，透過(guò)和吸附平衡時(shí)間更長(zhǎng)。（9）吸咐帶的長(zhǎng)短伴隨著水流量的擴(kuò)大而擴(kuò)大，伴隨著活性碳粒度的擴(kuò)大而提升。針對(duì)單一雙組分而言，吸咐帶長(zhǎng)短伴隨著吸咐水流量增回而提升，隨活性碳的粒度增回而提升。針對(duì)多個(gè)份而言，吸咐量低的優(yōu)先選擇透過(guò)，吸咐量高的后透過(guò)。在吸咐帶重疊區(qū)，優(yōu)先選擇吸咐的被后吸咐的縮小，獲得萃取。

      「活性碳」吸咐技術(shù)性—活性碳的吸咐與吸附再造1.2 活性碳的吸咐特性單純性的活性碳因?qū)撼粑痘瘜W(xué)物質(zhì)無(wú)非常的選擇吸附特性，且吸咐量過(guò)小，幾乎不獨(dú)立用于解決惡臭味汽體。而預(yù)浸活性碳（或稱添載活性碳）是常見(jiàn)的脫臭劑，用以薄膜蒸發(fā)的預(yù)浸炭可分成三類——偏堿臭味樹(shù)脂吸附用炭（添載酸或用酸開(kāi)展解決，使具備離子交換法作用的獨(dú)特活性碳，可除去如氨、三甲胺等堿性氣體）；酸堿性臭味樹(shù)脂吸附用炭（添載堿或鹵素?zé)襞菹到饘冫}，使具備觸媒功效的獨(dú)特活性碳，可除去氯化氫、羥基碳醇等酸性氣體）；中性化臭味樹(shù)脂吸附用炭（加上了鹵素?zé)襞菹到饘冫}等化學(xué)物質(zhì)，使具備觸媒作用的獨(dú)特活性碳，可除去甲硫醚、二甲硫醚等中性氣體）。加上銅系和鐵系金屬材料酸鹽或金屬氧化物的活性碳可用以樹(shù)脂吸附硅烷汽體；加上膦系化學(xué)物質(zhì)的活性碳用以樹(shù)脂吸附二氧化氮；加上CuO和Cu2O的活性碳可樹(shù)脂吸附氫氰酸和光氣；載入 ZnO和 NaZnO2的活性碳觸媒可催化反應(yīng)樹(shù)脂吸附砷化氫及氫氰酸、光氣；載入Ag2O 的活性碳觸媒可催化反應(yīng)樹(shù)脂吸附砷化氫；載入硫代硫酸鈉的活性碳可樹(shù)脂吸附二氧化氮。

       2 活性碳的吸附再造吸附是創(chuàng)造與低負(fù)載相對(duì)性應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，引進(jìn)化學(xué)物質(zhì)或動(dòng)能使吸咐質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與活性碳中間的相互作用力變?nèi)趸蛳?，進(jìn)而去除可逆性吸咐質(zhì)。再造方式關(guān)鍵在于活性碳的種類和活性炭過(guò)濾物質(zhì)的性質(zhì)，另外再造實(shí)際操作要確保不使危害活性炭過(guò)濾特性的關(guān)鍵孔隙度容量損害過(guò)多。再造炭的吸咐特性要做到原炭的90%一105%，再造得率要做到90%之上，而抗壓強(qiáng)度基礎(chǔ)不會(huì)改變或稍有減少，再造時(shí)炭的機(jī)械設(shè)備損壞和粉碎要少?；钚蕴荚谠僭烊^(guò)程中損害很大約為5%-10%，再造后的活性炭過(guò)濾工作能力顯著降低、沖擊韌性降低、再造全過(guò)程中的廢氣會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染等，當(dāng)有機(jī)廢氣中有大氣氣溶膠化學(xué)物質(zhì)或別的殘?jiān)鼤r(shí)，吸收劑易無(wú)效。常見(jiàn)的吸附方式有二種，即緩解壓力吸附與加溫吸附。選用加溫吸附普遍的如高溫蒸汽吸附、N2吸附及稀有氣體吸附等。要使吸咐的有機(jī)溶劑徹底吸附出去，必須很多的蒸汽，提升了運(yùn)作成本費(fèi)。假如操縱蒸汽使用量，有機(jī)溶劑含量提升，活性碳合理吸咐量降低，另外在吸附干躁段易導(dǎo)致有機(jī)溶劑蒸發(fā)，進(jìn)而造成排污的空氣污染物濃度值超標(biāo)準(zhǔn)。直流變壓器吸附溫度能夠不會(huì)改變，一般吸咐48h后緩解壓力或是是真空包裝解析30min。

       2.1 熱再生法熱再生法的基本原理是在加溫標(biāo)準(zhǔn)下，使被吸咐的有機(jī)化合物以分析、碳化、空氣氧化的方式從活性碳栽培基質(zhì)上清除。一般蜂窩活性炭剛開(kāi)始的吸附溫度為80~九十度，吸附時(shí)間長(zhǎng)，伴隨著活性碳的應(yīng)用，吸附溫度慢慢擴(kuò)大，但不可以超出130度，而且進(jìn)到活性碳層的吸附汽體一定要有阻火器。再造流程：（1）干躁，干躁溫度一般小于100℃，主要是揮發(fā)孔隙度水，小量低熔點(diǎn)的有機(jī)化合物也會(huì)被汽化。該全過(guò)程必須很多的揮發(fā)汽化熱，熱再生全過(guò)程約有50%的耗能是在干躁全過(guò)程中耗費(fèi)的。（2）在約350℃時(shí)加溫活性碳，使在其中的低熔點(diǎn)有機(jī)化合物被分離出來(lái)。（3）高溫碳化，即在約800℃加溫活性碳，使絕大多數(shù)有機(jī)化合物溶解、汽化，或以固定不動(dòng)碳的形狀殘余出來(lái)。（4）活性，即在800℃～1000℃范疇內(nèi)加溫活性碳，使殘余出來(lái)的炭，被水蒸汽、二氧化碳或co2等溶解。熱再生的流程依據(jù)熱處理爐類型的不一樣也稍有區(qū)別，但區(qū)別并不大。熱再生法再造率較高，達(dá)到70%～80%；再造時(shí)間較短；與化學(xué)品再造法對(duì)比，具備較強(qiáng)的實(shí)用性；不造成再造廢水。缺陷：再造后的活性碳損率較高，一般為5%～10%；炭表層化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，比表面減少；高溫再造對(duì)再造爐原材料規(guī)定高，再造爐機(jī)器設(shè)備項(xiàng)目投資高；再造耗能成本費(fèi)較高；活性碳不斷再造會(huì)缺失吸咐特性。一般蜂窩活性炭剛開(kāi)始的吸附溫度為80~九十度，吸附時(shí)間長(zhǎng)，伴隨著活性碳的應(yīng)用，吸附溫度慢慢擴(kuò)大，但不可以超出130度，而且進(jìn)到活性碳層的吸附汽體一定要有阻火器。

       2.1.1 水蒸汽吸附法因?yàn)樗羝麩犰矢咔逸^容易得到，合理性安全系數(shù)好，普遍適用吸附熔點(diǎn)較低的小分子水氮氧化合物和脂環(huán)有機(jī)化合物，針對(duì)高熔點(diǎn)化學(xué)物質(zhì)的吸附工作能力較差，吸附時(shí)間長(zhǎng)，易導(dǎo)致系統(tǒng)軟件浸蝕，對(duì)原材料特性規(guī)定高。水蒸氣脫附后，吸咐系統(tǒng)軟件必須長(zhǎng)時(shí)間的制冷干躁才可以再度交付使用，還存有凝結(jié)水二次污染的難題。選用底壓水蒸汽吸附加工工藝的吸附，水蒸汽使用量4.0 mL/min，溫度140℃標(biāo)準(zhǔn)下完成收購(gòu)環(huán)己醇83.22%。吸附時(shí)水蒸氣帶到殘?jiān)斐苫钚蕴紵o(wú)效，分離出來(lái)有機(jī)溶劑的全過(guò)程中會(huì)造成很多的污水，導(dǎo)致二次污染；很有可能會(huì)毀壞活性碳的孔構(gòu)造和表層化學(xué)結(jié)構(gòu)，造成吸咐工作能力降低；近些年發(fā)覺(jué)的熱N2吸附技術(shù)性能夠合理的處理所述難題。140℃吸附 30min，N2總流量為2.6 m3/h，脫附率為90%上下。吸附進(jìn)行后，吸收劑必須長(zhǎng)時(shí)間的制冷干躁才可以再度交付使用。2.1.2 暖空氣再造法與水蒸氣解析對(duì)比，熱汽體解析的凝結(jié)水二次污染非常少，對(duì)吸咐系統(tǒng)軟件原材料的規(guī)定較低。運(yùn)用暖空氣對(duì)活性炭纖維吸咐的二甲苯開(kāi)展解析，適合的吸附加工工藝標(biāo)準(zhǔn)為溫度180℃，吸附時(shí)間40min，吸附空氣流速0.106m/s；根據(jù)創(chuàng)建示范性工程項(xiàng)目對(duì)暖空氣解析耗能開(kāi)展剖析，結(jié)果顯示暖空氣吸附若選用蒸氣為加溫源時(shí)，每收購(gòu)1公斤有機(jī)溶劑約需電0.5kWh及1.8kg蒸氣。低于一般蒸氣立即加溫收購(gòu)系統(tǒng)軟件中的2～5kg蒸氣的使用量。熱N2吸附是一種高效率的方式，140℃吸附30min，N2總流量為2.6m3/h，脫附率為90%上下。選用流入轉(zhuǎn)換催化燃燒裝置法解決有機(jī)廢氣時(shí)可暖空氣吸附法。一切正常吸咐前，先將催化反應(yīng)床發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室加熱到300℃，一定時(shí)間后，當(dāng)活性炭纖維吸咐飽和狀態(tài)時(shí)，開(kāi)啟吸附閘閥，用120℃暖風(fēng)開(kāi)展吸附，解析出的工業(yè)廢氣進(jìn)到催化反應(yīng)床點(diǎn)燃溶解為CO2和H2O，清潔后的高溫汽體根據(jù)傳熱管換熱器加熱吸附汽體，一小部分經(jīng)煙筒排污，其他填補(bǔ)空氣清新后做為吸附暖風(fēng)回到，這時(shí)可終止電熱管加熱，并根據(jù)安全泄壓閥和補(bǔ)工業(yè)冷風(fēng)機(jī)來(lái)完成全部催化燃燒裝置系統(tǒng)軟件的熱力循環(huán)。化學(xué)纖維活性碳吸附完全，經(jīng)數(shù)次吸咐脫附后仍維持原來(lái)的吸咐特性，非常是對(duì)10-6級(jí)的吸咐質(zhì)仍維持很高的吸咐量（蜂窩狀炭或顆粒物炭的吸咐工作能力則大幅度降低）。熱汽體吸附的缺陷是汽體熱導(dǎo)率小，汽體熱交換器所需總面積相對(duì)性很大，假如立即選用暖空氣解析，很有可能存有一定的危險(xiǎn)因素，并且氧的存有會(huì)危害收購(gòu)化學(xué)物質(zhì)的質(zhì)量，因此 必須操縱再造汽體中co2的成分。2.1.3微波爐加熱選用的再造機(jī)器設(shè)備為微波加熱串聯(lián)諧振膛，用以干躁或加溫的微波加熱頻率有 970 MHz及2450 MHz 二種。微波爐加熱的優(yōu)勢(shì)是根據(jù)微波加熱使炭本身發(fā)燙，提溫速度更快，可快速做到再造規(guī)定的高溫，機(jī)器設(shè)備體型小。缺陷是爐內(nèi)內(nèi)加溫不勻稱，主要是微波加熱動(dòng)能消化吸收不勻稱引發(fā)，有時(shí)候造成炭煅燒狀況。當(dāng)微波加熱漏能輸出功率超過(guò) 0.01 W/cm2、觸碰時(shí)間達(dá) 6min之上時(shí)，對(duì)身體有損害。在微波加熱造成、運(yùn)輸全過(guò)程中，磁控管自身會(huì)耗費(fèi)30% - 40% 的輸出功率。

      2.1.4遠(yuǎn)熱輻射一般用以干躁活性碳，也可用以再造，關(guān)鍵在于被加溫物件對(duì)特殊光波長(zhǎng)的紅外感應(yīng)的吸收力。2.1.5立即通電加熱器運(yùn)用活性碳本身具備的電阻器和炭粒間具備的回路電阻，使炭造成焦耳熱，慢慢做到再造溫度，再進(jìn)入水蒸汽開(kāi)展活性。針對(duì)活性炭纖維，電加熱器溫度做到 150℃ ，能夠?qū)⑽赖亩妆交A(chǔ)所有吸附出來(lái)。微波爐加熱、遠(yuǎn)熱輻射、立即通電加熱器三種活性碳熱再生法的耗能相距并不大，約為1.50 kW·h/kg 活性碳。直流變壓器吸附溫度能夠不會(huì)改變，一般吸咐48h后緩解壓力或是是真空包裝解析30min。工業(yè)生產(chǎn)上常見(jiàn)選用二個(gè)或二個(gè)之上的固定床反應(yīng)器串聯(lián)實(shí)際操作，一個(gè)吸咐一個(gè)再造，循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)作。

        2.2 微波加熱/超音波再造法在熱再生法的基本上，微波加熱和超音波慢慢盛行的再造技術(shù)性，因?yàn)榛钚蕴窟^(guò)濾的吸咐質(zhì)多見(jiàn)強(qiáng)旋光性化學(xué)物質(zhì)且消化吸收微波加熱的工作能力強(qiáng)。有別于微波輻射再造方式，超音波再造方式是運(yùn)用超音波功效，能夠使活性碳與吸咐質(zhì)中間的物理學(xué)結(jié)合性變?nèi)酢?/span>