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VOCs常用吸附剂及其吸附影响因素

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VOCs常用吸附剂及其吸附影响因素

发布日期:2018-12-26 作者: 点击:

吸附是气体与固体接触并附着在固体表面的一种界面现象。如果吸附的分子返回到液相或气相,则称为解吸。


根据贵州吸附剂与吸附质之间的相互作用,吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是一个可逆过程,主要由吸附分子与吸附剂表面之间的范德华力和电动力组成;化学吸附是指吸附质与吸附剂之间电子交换、转移或共存(形成共价键)的过程,通常是不可逆的。物理吸附和化学吸附的本质区别在于吸附力的性质。另外,两种吸附工艺在选择性、活化能、吸附热、吸附层数、吸附温度和吸附速率等方面存在显著差异,可以作为判断吸附类型的重要依据。


理想的VOCs吸附剂通常具有比表面积大、吸附容量大、可逆吸附、表面疏水性强、热稳定性高、易再生、成本低等特点。吸附剂可分为两类:无机吸附剂和有机吸附剂,无机吸附剂应用广泛。常用的无机吸附剂,如活性炭、活性炭纤维、沸石分子筛、粘土等,一般具有较高的比表面积或微孔体积。它们具有吸附活性高、吸附容量大、热稳定性好等特点,但大多具有较强的亲水性和较高的热解吸温度。有机吸附剂主要是指Tenax系列吸附剂。

吸附剂

最常用的无机吸附剂是活性炭。活性炭对挥发性有机物的亲和系数越高,吸附挥发性有机物的能力越强。因此,活性炭对大分子VOCs如苯系物的净化效果显著,但对甲醛等小分子污染物的吸附性能较差。随着湿度的增加,活性炭对挥发性有机物的吸附量减少,但水蒸气对芳香族挥发性有机物的影响不大。该方法不适合于回收挥发性有机物、可与活性炭反应的高分子高沸点有机物。Henschel等人采用颗粒活性炭和光催化氧化技术在室内空气净化器中的应用。通过比较室内空气净化器中VOCs的去除成本,发现光催化氧化的成本是活性炭的10倍左右。


通过调整活性炭表面O、N、S官能团的种类和数量,可以调节活性炭表面的酸碱性,提高其对VOC的吸附性能。张立丹等。在保持骨架完整性的前提下,对廉价煤基活性炭进行酸碱交替改性处理。结果表明,其比表面积提高了657.68m2/g,苯的饱和吸附容量提高了10.37mg/100mg。研究表明,氯化铁处理活性炭对挥发性有机物具有良好的吸附性能。浸渍处理后,活性炭的吸附容量得到有效提高,挥发性有机物得到有效去除,经过简单的加热再生即可回收利用。另外,活性炭材料的制备和工艺也限制了其VOCs的吸附性能。用K2CO3浸渍废聚氨酯制备的活性炭比表面积高达2772m2/g,具有良好的吸附性能。高比表面积活性炭的吸附水平与工业活性炭相当,是普通椰壳活性炭的3~4倍。


高风量、低浓度VOCs的净化一直是空气净化领域亟待解决的难题。与粒状活性炭相比,蜂窝状活性炭具有床层阻力低的优点,更符合高风量等处理条件的实际应用。它的发展始于日本。具体的制备方法是先挤出炭化后活化。目前,以蜂窝状活性炭为主要吸附剂,辅以吸附净化、解吸再生、催化燃烧等技术,用于高风量、低浓度VOCs设备。适用于高风量(5000-25000m3/h)、低浓度、连续处理的VOCs净化。该方法的主要原理是吸附浓缩后,将蜂窝状活性炭转化为低风量、高浓度的VOC,利用催化燃烧放出的热能对吸附床进行解吸和再生。该技术的配套设备应运而生。



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