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活性炭在廢氣處理中原理和應(yīng)用

發(fā)布時間：2018-03-29 14:27文章來源：金豐凈水

活性炭這在廢氣處理的方面遠不如廢水處理方面活躍，因為傳統(tǒng)的廢氣處理方法，如電除塵法、旋風器除塵法、麻石水膜除塵法等都對廢氣的處理可以達到很好的效果，例如電除塵器去除污染物的可達98％。但這并不代表活性炭在此無用武之地，活性炭在去除強烈致癌物質(zhì)芳香類化合物一度成為人們研究的熱點，而這兩年人們對此僅是作了為數(shù)不多的研究，而且研究方向與廢水處理有部分重疊（主要是活性炭纖維的應(yīng)用）。

活性炭纖維在廢氣處理中的應(yīng)用。我國的涂料工業(yè)在生產(chǎn)過程中用到大量的有機溶劑，主要有三苯(苯、甲苯、二甲苯)、苯乙烯環(huán)己酮、丙酮、松節(jié)油,甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、溶劑汽油、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯等。這些有機溶劑的揮發(fā)，除了浪費資源以外還嚴重地危害生產(chǎn)工人的健康。金毓荃等用比表面積為1200ｍ2/ｇ。纖維絮片單層厚度2ｍｍ的活性炭纖維處理苯系廢氣，當在濾速為0 20ｍ/ｓ以下時，活性炭纖維對苯、甲苯、二甲苯及其混合物的凈化效率高達90%以上。另外還有人在二氯甲烷廢氣的治理工程中,設(shè)計采用三箱吸附系統(tǒng),當廢氣流量為10000ｍ3/ｈ,廢氣中二氯甲烷濃度為3000ｍｇ/ｍ3的條件下,設(shè)備裝置經(jīng)過半年時間,運行狀況一直良好,吸附效率一直保持在97%以上,大大改善了大氣環(huán)境,每年凈收益達75 4萬元。而傳統(tǒng)的活性炭吸附去除效率為70％左右。

改性活性炭在廢氣處理中的應(yīng)用。眾所周知，我國的能源消耗中煤炭所作的貢獻最大，產(chǎn)生的廢氣也最多。煤炭主要產(chǎn)生SO2和NOX廢氣，這兩種廢氣是酸雨形成的主要原因。我國三大酸雨區(qū)中有兩大是屬于煤煙型酸雨，還有一個（華南酸雨區(qū)）是屬于煤煙—汽車尾氣復(fù)合型酸雨，控制煤炭廢氣的排放對我國的環(huán)境有重大意義。改性后活性炭材料的脫硫、脫硝處理效果好，投資運行費用低，且易于再生利用等優(yōu)點而引起人們的關(guān)注。改性活性炭材料脫硫、脫硝首先是利用活性炭材料的吸附性能將煙氣中的污染氣體SO2和NOX物理吸附于活性炭材料表面，在活性炭材料表面官能團或擔載金屬的催化作用下，將SO2和NOX轉(zhuǎn)化為SO3和無污染的N2或Ｏ２。在有水蒸氣存在的情況下，ＳＯ３將會與水結(jié)合生成硫酸回收。

活性炭吸附效果影響因素的研究。有研究表明，用活性碳纖維作為吸附材料，以恒溫恒壓的空氣作載氣,通過鼓泡法配置一定濃度的醋酸丁酯氣體，當氣速為0 .06ｍ/ｓ時, ACF平衡吸附量近600ｍｇ/ｇ,實驗結(jié)果表明,在溫度、氣體流速、氣體濃度3個因素中,溫度對ACF的平衡吸附量影響最大,隨著溫度的升高，ACF對醋酸丁酯的平衡吸附量下降，傳質(zhì)系數(shù)減少，穿透層高度增大。

活性炭吸附法用于低濃度有機廢氣的治理,具有脫除率高、回收方便等優(yōu)點。廢氣中往往混有水蒸汽。致使吸附塔的工作效率降低、運行成本增加,有機溶劑的回收效率下降。浙江大學(xué)環(huán)境工程研究所的高華生通過采用吸附柱穿透曲線法測定了30℃不同相對濕度(ＲＨ)下4種低濃度有機蒸氣(ＶＯＣ)在活性炭上的等溫吸附量。結(jié)果表明,水蒸汽對ＶＯＣ吸附平衡的抑制作用，隨著ＲＨ的增大、ＶＯＣ濃度的降低而增大,且隨著ＶＯＣ分子極性的增強而有所增大；ＶＯＣ對水蒸汽吸附平衡的抑制作用，隨著ＶＯＣ分子極性的增強而有所減弱.提出一個基于競爭吸附機理的polanyin dubiin方程,解釋空氣濕度對低濃度ＶＯＣ在活性炭上吸附平衡的影響。

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