活性炭吸附的吸附原理及性能特點

2020-12-04 老萬話環保

工業用廢氣處理裝置比如活性炭吸附箱等,就是依靠活性炭較大比表面積、高吸附性等能力,從而吸附淨化有機廢氣。當活性炭吸附有機廢氣達到飽和狀態後,活性炭就失去了吸附作用,如果不進行脫附使活性炭重新保持活性的話,那麼吸附廢氣後的活性炭就變成了一堆廢物,處理起來也相當廢財費力。

吸附是指流體(氣體或液體)與固體多孔物質接觸時,流體中的一種或多種組分傳遞到多孔物質外表面和微孔內表面富集在這些表面上形成單分子層或多分子層的過程。

被吸附的流體稱為吸附質,多孔固體顆粒本身稱為吸附劑。

由於吸附質和吸附劑的物理化學性質不同,吸附劑對不同吸附質的吸附能力也不同, 因此當流體與吸附劑接觸時,吸附劑對流體中的某個或某些組分相對其他組分具有較高的吸附選擇性,吸附相和吸餘相的組分可被富集,從而實現物質的分離。

吸附分為物理吸附和化學吸附。

物理吸附分離原理:利用固體表面的原子或基團與外來分子間的吸附力(範德華力、靜電作用力)的不同實現分離。吸附力的大小與吸附劑和吸附質兩者的性質有關。

化學吸附分離原理:基於在固體吸附劑表面發生化學反應使吸附質和吸附劑之間以化學鍵力結合的吸附過程,因此選擇性較強。化學吸附一般速度較慢,只能形成單分子層且不可逆。

活性碳: 具有豐富的微孔和介孔結構,比表面積約500-1000m2/g,孔徑分布主要在2-50nm。活性炭主要依靠與吸附質產生的範德華力產生吸附作用,主要應用於吸附有機化合物、重烴類有機物吸附脫除、除味劑等;

活性炭淨化有機廢氣是利用活性炭的微孔結構產生的引力作用,將分布在氣相中的有機物分子或分子團進行吸附,以達到淨化氣體的目的,淨化後的氣體通過煙囪達標排放。

活性炭對廢水中以BOD、COD等綜合指標表示的有機物,如合成染料、表面性劑、酚類、苯類、有機氯、農藥和石油化工產品等,都有獨特的去除能力。

活性炭吸附有機溶劑為物理吸附,經活性炭吸附後的有機溶劑油氣相變成液體聚集在活性炭的微孔內,當活性炭微孔被有機溶劑布滿後活性炭便失去了吸附效率,此時活性炭必須進行再生或更換。

因活性炭的微孔不僅能吸附氣相中的有機成分,空氣中的粉塵及其它以顆粒物存在的成分同樣能被吸附,因此在使用活性炭吸附前首先將氣體中的顆粒物清除,以延長活性炭的使用壽命。

活性炭在同溫同壓下,不同吸附劑對一定分子的吸附能力有所不同。活性炭吸附的性能主要取決於其吸附容量和吸附速率。吸附容量大的活性炭吸附有機廢氣達到飽和狀態時吸附的有機物質含量較大,同理,吸附容量小的活性炭吸附的有機物質含量就相對較低,因此,處理同等濃度的有機廢氣,活性炭吸附容量越大,所用活性炭量越少,效果越好。

因此,活性炭吸附箱處理有機廢氣具有相當好的功效,但是後期對於活性炭的處理很麻煩,所以必須選擇新型的設備,既能保證活性炭對有機廢氣的處理效果,又不會造成活性炭的浪費。

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