活性炭的吸脫附容量的影響因素
Date:
2023-05-23
活性炭的吸脫附容量的影響因素主要有：VOCs各組分的性質（如相對分子質量、偶極距、分子大小等）、混合氣體的組成成分（如共存水、氧氣等）、操作條件（如吸附溫度、床層尺寸等）
活性炭的吸脫附容量的影響因素主要有：VOCs各組分的性質（如相對分子質量、偶極距、分子大小等）、混合氣體的組成成分（如共存水、氧氣等）、操作條件（如吸附溫度、床層尺寸等）。
活性炭對廢氣吸附的特點：
（1） 對于芳香族化合物的吸附優(yōu)于對非芳香族化合物的吸附；對帶有支鍵的烴類物理的吸附優(yōu)于對直鏈烴類物質的吸附；對含有無機基團物質的吸附總是低于不含無機基團物質的吸附。
（2） 對分子量大和沸點高的化合的的吸附總是高于分子量小和沸點低的化合物的吸附。活性炭的孔徑要和吸附質的分子或離子的幾何大小相匹配才能利用。
（3） 一般認為，當活性炭表明形成堿性氧化物時，活性炭更易于吸附酸性化合物；當表面形成酸性化合物時，則有利于堿性化合物的吸附。
（4） 混合氣體組分越多，活性炭吸附容量降低越嚴重。
（5） 吸附質濃度越高，吸附量也越高；吸附劑內表面積越大，吸附量越高。
（6） 水分子層的覆蓋導致活性炭對極性較強的溶劑的吸附力減小，并隨著水蒸氣含量的高，影響越顯著。氣體濕度大于50%時，對吸附的抑制作用顯著增強，特別是對低濃度的 VOCs 影響非常顯著。通常濕度在40%以上時吸附量開始下降，80%以上時吸附量下降50%。
（7） 溫度的影響。吸附是放熱反應。溫度降低有利于吸附，溫度升高有利于脫附。吸附熱，即活性炭吸附單位重量的吸附質溶質放出的總熱量，以KJ/mol為單位。吸附熱越大，溫度對吸附的影響越大。另一方面，溫度對物質的溶解度有影響，因此對吸附也有影響。
（8） 若以粒狀活性炭為吸附劑，溫度控制在40℃以內，設備的氣流空塔速度一般只取0.1-0.6m/s（0.3-0.4m/s時吸附效果好），而用蜂窩狀活性炭為吸附劑時，設備的氣流空塔速度可以在較大范圍內選取，可取到2m/s的高空塔速度，因此蜂窩狀活性炭很適合應用在大風量條件下對廢氣進行吸附凈化。低濃度低流速均有利于吸附，穿透和吸附平衡時間更長。
（9） 吸附帶的長度隨著流速的增大而增大，隨著活性炭粒徑的增大而增加。對于單一組份來說，吸附帶長度隨著吸附流速增回而增加，隨活性炭的粒徑增回而增加。對于多組份來說，吸附量低的優(yōu)先穿透，吸附量高的后穿透。在吸附帶重合區(qū)，優(yōu)先吸附的被后吸附的壓縮。
1.2 活性炭的吸附特點
單純的活性炭因對惡臭物質無特別的選擇吸附性能，且吸附量過小，幾乎不單獨用來處理惡臭氣體。而浸漬活性炭（或稱添載活性炭）是常用的脫臭劑，用于脫臭的浸漬炭可分為三類——堿性臭氣脫除用炭（添載酸或用酸進行處理，使具有離子交換功能的特殊活性炭，可去除如氨堿性氣體）；酸性臭氣脫除用炭（添載堿或鹵素系金屬鹽，使具有觸媒作用的特殊活性炭，可去除硫化氫、甲基硫醇等酸性氣體）；中性臭氣脫除用炭（添加了鹵素系金屬鹽等化合物，使具有觸媒功能的特殊活性炭，可去除甲硫醚、二甲硫醚等中性氣體）。添加銅系和鐵系金屬鹽類或氧化物的活性炭可用于脫除硅烷氣體；添加化合物的活性炭用于脫除氨氣。
2 活性炭的脫附
脫附是創(chuàng)造與低負荷相對應的條件，引入物質或能量使吸附質分子與活性炭之間的作用力減弱或消失，從而除去可逆吸附質。
方法主要取決于活性炭的類型和活性炭吸附物質的性質，同時操作要保證不使影響活性炭吸附性能的主要孔隙容積損失太多。要達到90%以上，而強度基本不變或稍有降低，炭的機械磨損和破碎要少。
常用的脫附方法有兩種，即減壓脫附與加熱脫附。采用加熱脫附常見的如高溫蒸氣脫附、氮氣脫附及惰性氣體脫附等。要使吸附的溶劑完全脫附出來，需要大量的蒸氣，增加了運行成本。如果控制蒸氣用量，溶劑殘留量增加，同時在脫附干燥段易造成溶劑揮發(fā)，從而引起排放的污染物濃度超標。變壓脫附溫度可以不變，一般吸附48h后減壓或者是抽真空解吸30min。
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