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活性炭吸附

一、活性炭的吸附原理

其原理是利用吸附剂(粒状活性炭和活性炭纤维)的多孔结构,将废气中的VOC捕获,将含VOC的有机废气通过活性炭床,其中的VOC被吸附剂吸附,废气得到净化,而排入大气;当炭吸附达到饱和后,对饱和的炭床进行脱附再生;通入水蒸汽加热炭层,VOC被吹脱放出,并与水蒸汽形成蒸汽混合物,一起离开炭吸附床,用冷凝器冷却蒸汽混合物,使蒸汽冷凝为液体。若VOC为水溶性的,则用精馏将液体混合物提纯;若为水不溶性,则用沉析器直接回收VOC。因涂料中所用的“三苯”与水互不相溶,故可以直接回收;炭吸附技术主要用于废气中组分比较简单、有机物回收利用价值较高的情况,其废气处理设备的尺寸和费用正比于气体中VOC的数量,却相对独立于废气流量;因此,炭吸附床更倾向于稀的大气量物流,一般用于VOC浓度小于5000PPM的情况,适于喷漆、印刷和粘合剂等温度不高,湿度不大,排气量较大的场合,尤其对含卤化物的净化回收更为有效。


常用的吸附剂主要有:活性炭、硅胶、分子筛沸石、活性氧化铝与氧化铝。其中活性炭是应用最早、用途较广的一种优良吸附剂。它是一种具有非极性表面,为疏水性和亲有机物的吸附剂,故活性炭常常被用来吸附回收空气中的有机溶剂和恶臭物质,在环境保护方面用来处理工业废水和治理某些气态污染物。目前应用较多的主要是粉末状、颗粒状的活性炭和活性炭纤维。

二、活性炭吸附工艺

根据吸附剂在吸附器上的工作状态,可将吸附器分为固定床、移动床和流化床过程,相应的三种吸附器的主要特点比较见表

类型

主要特点比较

固定床吸附器

1.结构简单、制造容易、价格低廉
2. 适用于小型、分散、间歇性的污染源治理
3.吸附和脱附交替进行、间歇操作
4.应用广泛

移动床吸附器

1.处理气体量大,吸附剂可循环使用,适用于稳定、连续、量大的气体净化
2. 吸附和脱附连续完成
3.动力和热力消耗较大,吸附剂磨损较为严重

流化床吸附器

1.结构复杂,造价昂贵
2.气体和固体接触相当充分
3. 生产能力大,适合治理连续性、大气量的污染源
4.吸附剂和容器的磨损严重

三、吸附法技术优缺点

吸附法优点

1、可回收有机溶剂
2、可净化大风量、低浓度、低温度废气
3、废气不需要加热,低温或常温操作
4、可回收痕量物质

吸附法缺点

1、需要预处理废气中的粉尘、烟等杂质
2、高温废气需要冷却
3、吸附剂使用寿命不长
4、投资费用较大

四、吸附法适用范围

吸附法用于治理喷漆、包装、印刷、机械、化工及生产过程产生苯类、酯、醇、酮、醛、酚汽油等场合。用于大风量、低浓度的废气工况或间歇作业中准备回收利用的有机溶剂工厂、车间,废气浓度一般小于等于1000mg/m³。

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