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活性炭对有机气体的吸附受多种因素的影响

作者:宁夏永瑞达炭素有限公司 日期:2021年3月29日

  活性炭的吸附主要与活性炭的结构有关。活性炭表面的原子通过络合、氢键和离子交换结合在一起。活性炭虽然吸附速度快,但对有机气体吸附的选择性低。同时,活性炭对有机气体的吸附过程也受到多种因素的影响,包括温度、工作环境湿度、水雾、酸度、粉尘与吸附气体的相互作用等。

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  1、吸附量小。

  物理吸附存在吸附饱和问题,随着吸附剂的消耗,吸附能力变弱。使用一段时间后,吸附容量可能较小,或者可能丧失吸附功能,不适用于高浓度废气。吸附过程中存在吸附特异性问题,对混合气体的吸附能力会减弱,分子直径与活性炭孔径也有错配,导致脱附现象;更明显的是,活性炭吸附原则上只是转移有毒气体,并没有达到分解有害气体的效果。

  2、温度影响。

  一般来说,,的废气温度低于40,25的吸附条件较好。原则上需要将VOCs气源冷却到这个温度,但实际工作环境中很难恒温吸附VOCs。如果废气温度超过400,活性炭的吸附效率会迅速下降。而且当活性炭吸附一定量的VOCs而停止工作时,吸附了VOCs的活性炭会因气温或气压的变化而释放和脱附VOCs。

  3、相对湿度影响。

  的相对湿度也会影响活性炭吸附设备的吸附效率。

  4、气压影响。

  在活性炭吸附VOCs的过程中,如果吸附是从低浓度到高浓度,需要保证活性炭能够在负压环境下进行。在工厂生产的实际应用中,设备无法保持运行。当不再形成负压环境时,活性炭吸附的VOCs会被解吸释放,再次污染环境。

  5、酸性气体影响。

  活性炭的表面酸性与吸附平衡密切相关。随着活性炭表面酸度的增加,酸性和中性有机物的吸附能力大大降低,而大部分VOCs呈酸性。

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  6、粉尘影响。

  活性炭对挥发性有机化合物的吸附主要受活性炭的比表面积和孔径等物理特性的影响。因为活性炭的吸附是非选择性的,除了VOCs,还吸附灰尘。随着活性炭表面粉尘的增加,活性炭微孔被堵塞,比表面积减小,活性炭对VOCs的吸附能力降低,导致活性炭因堵塞而失效。

  7、企业易造假,存在巨大环保风险。

  活性炭价格虽然便宜,但是活性炭吸附法处理VOCs的实际运行维护成本非常高。同时,自然吸收和解吸难以管理,适用性受多种因素影响,不适合含粉尘、水蒸气、牛奶等废气的处理,难以实现稳定的环保。而且大量饱和活性炭的处理更昂贵。这种方法只吸附和转移污染物。如果不严格跟踪饱和活性炭的转移过程,很容易造成二次污染。但由于前期投入较少,企业自然选择较多。虽然很难监管(炭箱里没有活性炭,活性炭设施太简单,几乎不换炭,活性炭的选择与实际设计不符,用量太小等。),环保部门最终会采取行动,存在巨大的环境风险。而且容易造假来对付环境管理。(比如炭箱里没有活性炭,活性炭设施太简陋,几乎没有换炭,活性炭实际工程与设计不符,消耗量太小等。)

  8、使用过后的废活性炭是危险废物。

  原生活性炭本身是安全的,但使用后的活性炭需要特殊处理。

  首先,废活性炭的管理计划必须向环保部门备案。其次,企业不得擅自处置废活性炭。最后,企业必须委托有资质的单位或个人进行处置。

  9、后期处理极其麻烦。

  活性炭吸附技术的设备虽然比较简单,但只需在载体上固定一定量的活性炭颗粒就可以使用,活性炭在稳定的VOCs气流中被吸附,活性炭截面积的吸附效果在短时间内也很显著。但对于连续的排气气流,这只是吸附的一小部分,容易达到饱和,整体吸附效率很低;此外,废气中的臭氧和氮氧化物需要特殊的吸附材料,而普通的活性炭吸附材料不能满足要求。此外,由于大多数挥发性有机化合物是易燃易爆化合物,在设计挥发性有机化合物处理项目时应充分考虑安全性。