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活性炭吸附影响因素分析

作者:宁夏永瑞达炭素有限公司 日期:2021年9月9日

  活性炭吸附技术处理挥发性有机物包括变压吸附、变温吸附、变温变压吸附和变电吸附。

  多孔的固体物质叫做吸附剂,通过吸附积累起来的物质叫做吸附质。常用的吸附剂有:活性炭、活性硅胶、氧化铝等。混合气体能否成功吸附分离主要取决于被吸附物的吸附效果,因此吸附剂的选择是决定吸附操作的首要问题。活性炭作为一种较为常用的挥发性有机化合物吸附剂,具有以下特点。

  1 活性炭具有孔径分布宽、孔隙率高、比表面积大等优点.2 活性炭具有较高的机械性能和稳定的化学性能,可在较宽的pH范围内使用。3 活性炭具有一定的催化活性。4 活性炭的疏水性使其对挥发性有机物有很强的吸附作用,在高湿度下仍能保持较强的吸附性能。

活性炭吸附

  1 吸附效果分析活性炭在挥发性有机化合物上的孔隙分布

  不同孔隙的活性炭具有完全不同的吸附机制。2nm微孔吸附基本符合微孔填充理论,即固体吸附剂表面存在势场,相邻的VOCs分子在该场的作用下吸附在吸附剂表面;在过渡孔2nm到100nm的吸附中,除了单分子层和多分子层的吸附外,更重要的是通过毛细聚集机制产生体积填充吸附;大孔百纳米吸附主要是多分子层吸附,符合BET理论。此外,活性炭的孔径必须与挥发性有机化合物的分子大小相匹配,才能被有效吸附。在分子大小匹配的情况下,活性炭的孔径分布越均匀,孔形越规则,活性炭的吸附效果越好。

  通过活性炭对甲醛气体的吸附试验,证明吸附效果与活性炭的孔结构和甲醛分子的表面官能团密切相关:活性炭微孔的比表面积越大,其表面能越高,吸附效果越明显;如果活性炭有过渡孔如果比表面积大,吸附平衡时间就会短。

  2活性炭对挥发性有机物的吸附效果分析

  活性炭的活化可分为物理活化和化学活化。物理活化是指活性炭在较高温度下被活性气体弱氧化,而活性炭通常用蒸汽或CO2活化。化学活化法是将活性炭浸泡在一定温度的化学物质中,对其表面进行改性。硝酸及其盐类是常用的。

  R. Ban Chao等人用不同原料和方法制备的活性炭吸附苯、二氯甲烷、四氯化碳等化合物。 结果表明,活性炭的制备材料和工艺对活性炭的吸附能力有显着影响。

活性炭吸附影响因素

  3 不同活性炭对挥发性有机物的吸附效果分析初始浓度

  挥发性有机物的浓度对活性炭的吸附效率有显着影响。一般来说,VOCs的初始浓度越高,VOCs对活性炭的渗透时间和饱和时间越短。活性炭对高浓度VOCs的吸附过程属于物理吸附,基本不需要考虑化学吸附的影响。吸附效果主要取决于活性炭孔隙的大小和数量;低浓度VOCs的吸附过程为化学吸附,吸附效果主要取决于VOCs化学性质。

  不同浓度甲苯吸附实验结果表明,不同浓度10甲苯渗透吸附剂的时间与初始浓度的对数呈线性关系。吸附质,即吸附质的初始浓度越大

  4 挥发性有机化合物不同组分的吸附效果分析

  挥发性有机化合物对活性炭有不同的吸附作用。由于VOCs的吸附亲和力不同,被活性炭吸附时会有竞争效应。

  挥发性有机物在活性炭表面的吸附过程是吸附与解离的动态平衡过程。吸附能力强的挥发性有机物先达到动态平衡,吸附能力弱的挥发性有机物再达到平衡。

  5活性炭吸附效果分析

  挥发性有机物的流速和吸附剂的堆积密度对被吸附物的吸附效果有不同的影响。活性炭对苯系物的吸附研究。 结果表明,挥发性有机物的流量值会很快达到突破点和吸附饱和点,吸附曲线的斜率保持不变,使渗透曲线向前移动;吸附剂的堆积密度影响吸附质的穿透时间和饱和时间,吸附剂的堆积密度大有利于吸附。

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