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活性炭在廢氣處理中原理和應用

點擊次數：420更新時間：2018-03-29

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用）。

活性炭纖維在廢氣處理中的應用。我國的涂料工業在生產過程中用到大量的有機溶劑，主要有三苯(苯、甲苯、二甲苯)、苯乙烯環己酮、丙酮、松節油,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，除了浪費資源以外還嚴重地危害生產工人的健康。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,設計采用三箱吸附系統,當廢氣流量為10000ｍ3/ｈ,廢氣中二氯甲烷濃度為3000ｍｇ/ｍ3的條件下,設備裝置經過半年時間,運行狀況一直良好,吸附效率一直保持在97%以上,大大改善了大氣環境,每年凈收益達75 4萬元。而傳統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用。眾所周知，我國的能源消耗中煤炭所作的貢獻*大，產生的廢氣也*多。煤炭主要產生SO2和NOX廢氣，這兩種廢氣是酸雨形成的主要原因。我國三大酸雨區中有兩大是屬于煤煙型酸雨，還有一個（華南酸雨區）是屬于煤煙—汽車尾氣復合型酸雨，控制煤炭廢氣的排放對我國的環境有重大意義。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點而引起人們的關注。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*大,隨著溫度的升高，ACF對醋酸丁酯的平衡吸附量下降，傳質系數減少，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。浙江大學環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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